Министерство здравоохранения Республики Беларусь

Гомельский государственный медицинский институт

Кафедра биохимии

Грицук а.И.

П Р А К Т И Ч Е С К А Я

Б И О Х И М И Я

Часть 2

Гомель 1999

УДК 577.1 (075.8)

Рекомендовано методической комиссией по медико-биологическим дисциплинам Гомельского государственного медицинского института

Рецензент – Чиркин А.А. - заведующий кафедрой биохимии Витебского государственного медицинского университета, доктор биологических наук, профессор

Грицук А.И. Практическая биохимия: Учебное пособие, ч.2. - Гомель, 1999. - с.

Вторая часть включает учебные элементы, задания для самостоятельной работы студентов, описание лабораторных работ и ситуационные задачи по биохимии витаминов, гормонов, а также органной биохимии, включающей следующие разделы: биохимия крови, почек и печени; биохимия нервной, мышечной и соединительной тканей.

Пособие предназначено для студентов высших медицинских учебных заведений, а также может быть полезным для студентов медико-биологического профиля университетов.

Часть вторая. Биохимия органов и систем

Раздел VI. Биохимия витаминов и гормонов.

ЗАНЯТИЕ 24

ТЕМА: Витамины.

Цель занятия: изучить специфические биохимические функции витаминов, их роль в метаболизме.

Исходный уровень знаний:

1. Химическое строение и свойства витаминов.

2. Роль витаминов в катализе в качестве коферментов (пируват-ДГ комплекс, полиферментная система синтеза жирных кислот, дегидрогеназы ЦТК, ДЦ и др. - NADH+H⁺, FADH₂, КоQ).

3. Роль витаминов в качестве соединений контролирующих активность ферментов и их продукцию (гормоны).

4. Роль витамина C в окислении фен, три, про, лиз и т. д.

Теоретическая часть.

Общая характеристика и классификация витаминов. История учения о витаминах (работы Лунина Л.И., Сосина К.А., Эйкмана Х., К. Функа, Ф.Г, Гопкинса). Групповая характеристика витаминов. Гипоавитаминозы и авитаминозы, их причины (алиментарные, повышенная потребность, парентеральное питание, заболевание ЖКТ, глистные инвазии, применение лекарственных препаратов и антивитаминов, врожденные нарушения обмена витаминов).

Каждый витамин рассматривается по схеме:

1. Химическая природа и основные свойства (устойчивость к действию света, pH среды, высокой температуре и др.).

2. Превращения в организме и механизмы активации.

3. Механизм действия (участие в обмене веществ, физиологические эффекты).

4. Картина гипо-, авитаминоза и гипервитаминоза и их клинико-лабораторная диагностика.

5. Источники витаминов и содержание в продуктах питания.

6. Показания к применению, профилактические и лечебные дозы.

Водорастворимые витамины.

Знание химического строения обязательно для витаминов: B₁ (тиамин), B₂ (рибофлавин), PP (никотинамид, ниацин), B₆ (пиридоксин), C (аскорбиновая кислота), H (биотин).

Знание химического строения необязательно: пантотеновая кислота, пангамовая кислота, фолиевая кислота, витамин B₁₂ (кобаламин), витамин U.

Жирорастворимые витамины.

Знание химического строения обязательно для витаминов: А (антиинфекционный, витамин роста), D (антирахитический) их провитамины и метаболиты, E (антистерильный), K (антигеморрагический).

Практическая часть - выполнение лабораторной работы:

Качественное обнаружение витаминов B₁, B₂, B₆, E, C.

Литература:

1. Материал лекций.

2. Березов Т. Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия, М., Медицина, 1990, стр. 133-169.

3. Николаев А. Я. Биологическая химия, М., Высшая школа, 1989 стр. 167-172.

4. Экспериментальная витаминология, под ред. Ю.М. Островского, Минск, Наука и техника, 1979.

5. Витамины. под ред. М.И. Смирнова М., Медицина, 1974.

6. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. Биохимия для врача, Екатеринбург, 1994, стр. 134-144.

7. Методы оценки и контроля витаминной обеспеченности населения, под ред. проф. В.Б. Спиричева, М., Наука, 1984.

ЗАДАЧИ:

1. Какие вещества могут полностью заменить пищевой метионин?

а) бетаин	в) гомоцистеин	д) орнитин	ж) карнозин
б) цистеин	г) витамин B6	е) карнитин	и) креатин

2. Действие яичного белка авидина связано с тем, что он ...

а) растворяет сгустки фибрина

б) препятствует всасыванию биотина

в) блокирует образование холина из бетаина

г) действует как ингибитор трипсина

д) является антивитамином Н

е) является антивитамином А

ж) является антивитамином Е

з) является антивитамином К

3. Какой метаболический путь страдает от дефицита биотина?

а) синтез кетоновых тел из ПВК

б) образование лактата из глюкозы

в) образование глюкозы из лактата

г) синтез ЖК

д) окисление ЖК

е) элонгация ЖК

ж) синтез кетоновых тел из ЖК

4. В какие превращения включается аденозин-кобаламин?

а) малонил-КоА ® ацетил-КоА

б) a-кетоглутарат ® сукцинил-КоА

в) ацетил-КоА ® ОМГ-КоА

г) пропионил-КоА ® метилмалонил-КоА

д) метилмалонил-КоА ® сукцинил-КоА

е) сукцинил-КоА ® порфобилиноген

ж) ПВК ® ацетил-КоА

5. 1,25-дигидрохолекальциферол (кальцитриол) является активной формой:

а) витамина А	д) витамина К
б) витамина B1	е) витамина В2
в) витамина С	ж) витамина Н
г) витамина D	з) витамина U

6. Триада "D" - деменция, диарея, дерматит - связана с дефицитом:

а) витамина А	д) ниацина
б) витамина B12	е) тиамина
в) витамина C	ж) холекальциферола
г) биотина	з) пиридоксаля

7. Какие соединения имеют структурное сходство с витамином К?

а) коэнзим Q	д) витамин Е
б) викасол	е) гистидин
в) тироксин	ж) дикумарол
г) салицилаты	з) фактор Кристмаса

8. Какие из кофакторов не нуждаются в специфических витаминах предшественниках?

а) FAD	в) АТФ	д) АПБ	ж) FМN
б) NAD	г) гем	е) NAD	з) HS KоАР

9. Кальцитриол увеличивает в крови уровень:

а) Mg2+	д) Na+
б) Cu2+	е) К+
в) Ca2+	ж) Н2РО42-
г) Fe2+	з) Сl-

10. В животных тканях триптофан является предшественником:

а) HS KоА	д) АТФ
б) никотинамида	е) NADР
в) SAM	ж) FМN
г) FAD	з) NAD

11. Какие из витаминов необходимы при окислении пропионата?

а) B12	д) тиамин
б) пантотеновая кислота	е) рибофлавин
в) биотин	ж) ниацин
г) фолиевая кислота	з) пиридоксин

12. Производные фолиевой кислоты являются коферментами в реакциях:

а) сер ® гли	д) образования пуринов
б) образования мочевины	е) сер ® креатин
в) образования пиримидинов	ж) сер ® холин
г) ЦТК	з) сер ® гем

13. Для реакций гидроксилирования необходимы:

а) NADFH	д) АТФ
б) тетрагидрофолиевая кислота	е) аскорбат
в) O2	ж) HS KоА
г) H2O2	з) тиамин

14. Длительная закупорка желчных протоков является причиной развития:

а) остеомаляции	д) синдрома трех "Д"
б) синдрома бери-бери	е) геморрагий
в) куриной слепоты	ж) хейлоза
г) мегалобластической анемии	з) диарреи

15. Найдите соответствие: дефицит витаминов - проявления

а) аскорбиновой кислоты	е) пеллагра
б) никотиновой кислоты	ж) бери-бери
в) тиамина	з) геморрагии новорожденных
г) D	и) гипопротромбинемия
д) K	к) гипокальциемия

16. Найдите соответствие: витамин - реакции:

а) тиамин	е) карбоксилирования пропионата
б) пантотеновая кислота	ж) трансаминирования аминокислот
в) никотиновая кислота	з) транскетолазные
г) пиридоксин	и) активации пальмитата
д) биотин	к) окисления лактата

17. Найдите соответствие: дефицит соединения - состояние

а) витамина А	е) мегалобластическая анемия
б) рибофлавина	ж) гипохромная анемия
в) железа	з) эндемический зоб
г) фолата	и) ксерофтальмия
д) иода	к) хейлоз

18. Найдите соответствие: метаболические пути - витамин

а) ЦТК	е) В1
б) пентозный цикл	ж) РР
в) ГНГ из пирувата	з) В2
г) ГНГ из аминокислот	и) В6
д) анаэробный гликолиз	к) Н

19. Найдите соответствие: фермент - кофактор

а) трансальдолаза	е) биотин
б) метилмалонил КоА мутаза	ж) аденозилкобаламин
в) а-кетоглутаратдегидрогеназа	з) Fe и Cu
г) цитохромоксидаза	и) тиамин
д) ацетил КоА карбоксилаза	к) ниацин

20. Найдите соответствие: кофактор - фермент

а) пиридоксальфосфат	е) трансаминаза
б) биотин	ж) сукцинатдегидрогеназа
в) тиаминпирофосфат	з) пируваткарбоксилаза
г) витамин B2	и) трансформилаза
д) ТГФК	к) пируватдегидрогеназа

Практическая часть:

Лабораторная работа № 1. Качественные реакции на витамин B₁.

Витамин B₁ состоит из пиримидинового и тиазольного колец. Он получил название тиамина, поскольку содержит серу и азот:

Тиаминпирофосфат (в некоторых тканях тиаминтрифосфат) - (соответственно ТПФ или ТТФ) является коферментной формой тиамина и синтезируется в печени путем прямого переноса фосфата от АТФ.

ТПФ в составе ферментов углеводного обмена участвует в окислительном декарбоксилировании - a-кетокислот и в транскетолазной реакции. Его недостаток вызывает поражение периферической нервной системы, сердечно-сосудистой системы и желудочно-кишечного тракта. При этом в крови накапливаются пировиноградная кислота и другие a-кетокислоты.

Реакция окисления.

ПРИНЦИП МЕТОДА: в щелочной среде тиамин окисляется феррицианидом калия в тиохром, обладающий при ультрафиолетовом облучении синей флюоресценцией. Реакция протекает по следующей схеме:

ХОД РАБОТЫ. К 1 капле 5% раствора тиамина прибавляют 5-10 капель 10% раствора едкого натра, 1-2 капли 5% раствора феррицианида калия и взбалтывают. Прогрев флюороскоп в течение 10 минут, наблюдают синюю флюоресценцию при облучении раствора ультрафиолетовыми лучами.

Диазореакция.

ПРИНЦИП МЕТОДА: в щелочной среде тиамин с диазореактивом образует сложное комплексное соединение оранжевого цвета.

ХОД РАБОТЫ. К диазореактиву, состоящему из 5 капель 1% раствора сульфаниловой кислоты и 5 капель 5% раствора нитрата натрия добавляют 1-2 капли 5% раствора тиамина и затем по стенке, наклонив пробирку, осторожно добавляют 5-7 капель 10% раствора бикарбоната натрия. На границе двух жидкостей появляется кольцо оранжевого цвета.

ВЫВОД:

Лабораторная работа N 2. Качественная реакция на витамин B₂.

Рибофлавин состоит из изоаллоксазинового ядра и спирта рибитола:

Рибофлавин входит в состав простетической группы флавиновых ферментов (флавопротеидов - FP) в виде коферментов флавинадениндинуклеотида (FAD) и флавинаденинмонодинуклеоитда (FMN). Флавопротеиды катализируют окислительно-восстановительные реакции. Они участвуют в окислении D-аминокислот, b-окислении жирных кислот, в работе дыхательных цепей митохондрий и микросом и др. Биологическое действие флавиновых ферментов связано с наличием окислительно-восстановительных свойств изоаллоксазинового кольца.

При недостатке в организме В₂ возникают поражения слизистых в виде хейлита, глоссита и др.

ПРИНЦИП МЕТОДА: окисленная форма витамина В₂ представляет собой желтое флюоресцирующее в ультрафиолетовых лучах вещество. Реакция на витамин В₂ основана на способности его легко восстанавливаться, при этом раствор витамина В₂, обладающий желтой окраской, приобретает сначала розовый цвет за счет образования промежуточных соединений, а затем обесцвечивается так как восстановленная форма витамина В₂ бесцветна.

ХОД РАБОТЫ. В пробирку наливают 10 кап. раствора витамина В₂, добавляют 5 кап. конц. HCl опускают зернышко металлического цинка. Начинается выделение пузырьков водорода, восстанавливающего рибофлавин, жидкость, при этом, постепенно розовеет и обесцвечивается. Сравнивают обе формы витамина В₂ по флюоресценции, поместив каждую пробирку под освещение флюороскопа.

ВЫВОД:

Лабораторная работа № 3. Качественная реакция на витамин В₆.

Группа витамина В₆: пиридоксол, пиридоксаль, пиридоксамин, являются производными 3-оксипиридина, носят общее название пиридоксина и обладают активностью витамина В₆.

В организме эти соединения подвергаются фосфорилированию при участии АТФ с образованием коферментов фосфопиридоксаля, фосфопиридоксамина, которые входят в состав ферментов, участвующих в белковом обмене, в реакциях трансаминирования, декарбоксилирования аминокислот, десульфинирования, дегидратирования аминокислот, в образовании витамина PP из триптофана и в некоторых других реакциях.

При недостатке витамина В₆ у животных прежде всего нарушается обмен белков, у человека недостаточность этого витамина встречается редко.

ПРИНЦИП МЕТОДА: витамин В₆ при взаимодействии с раствором хлорного железа образует комплексную соль типа фенолята железа красного цвета.

ХОД РАБОТЫ. К 5 каплям 1% раствора витамина В₆ приливают равное количество 1% раствора хлорного железа и перемешивают. Развивается красное окрашивание.

ВЫВОД:

Лабораторная работа № 4. Качественная реакция на витамин E.

Витамин E существует в виде нескольких изомеров: a, b и g-токоферолов, которые отличаются друг от друга порядком расположения метильных групп в бензольном кольце. Токоферолы - маслянистые жидкости, растворимые в растительных маслах и жировых растворителях.

Витамин E является мощным антиоксидантом. Некоторые производные витамина E участвуют в окислительно-восстановительных реакциях, связанных с окислительным фосфорилированием.

Витамин E может депонироваться в мышцах и поджелудочной железе.

ПРИНЦИП МЕТОДА: спиртовой раствор a-токоферола окисляется хлоридом железа (Fe³⁺) в токоферилхинон красного цвета:

ХОД РАБОТЫ. В сухую пробирку берут 4-5 капель 0,1% спиртового раствора a-токоферола, прибавляют 0,5 мл 1% раствора хлорида железа, тщательно перемешивают. Содержимое пробирки приобретает красное окрашивание.

ВЫВОД:

Лабораторная работа № 5. Количественное определение витамина C.

Биологическая роль аскорбиновой кислоты в организме исключительно важна и многообразна. Она участвует в окислительно-восстановительных процессах и связана с системой глутатиона.

Аскорбиновая кислота участвует в синтезе стероидных гормонов в коре надпочечников и катехоламинов в мозговом слое надпочечников и необходима для процесса гидроксилирования как кофактор ферментов гидроксилаз, например дофамингидроксилазы и др. Она участвует в образовании тетрагидрофолиевой кислоты из фолиевой кислоты, процессинге коллагена (гидроксилировании лизина в оксилизин, пролина в оксипролин), ускоряет всасывание железа, а также активирует фермент желудочного сока пепсиноген, что особенно важно при недостатке соляной кислоты в желудочном соке.

ПРИНЦИП МЕТОДА: метод основан на способности витамина C восстанавливать 2,6-дихлорфенолиндофенол (2,6 ДХФИФ - краска Тильманса), который в кислой среде имеет красную окраску, при восстановлении - обесцвечивается, а в щелочной среде окраска синяя. Для предохранения витамина C от разрушения исследуемый раствор титруют в кислой среде щелочным раствором 2,6 ДХФИФ до появления розового окрашивания.

Для расчета содержания аскорбиновой кислоты в продуктах (капуста, картофель, хвоя, шиповник и др.), используют формулу:

0,088´А´Г´100

X = ¾¾¾¾¾¾¾¾

Б´В

где: X - содержание аскорбата в мг на 100 г продукта

0,088 - коэффициент пересчета

А - результат титрования 0,001 н раствором 2,6 ДХФИФ (мл)

Б - объем экстракта, взятый для титрования (мл)

В - количество продукта, взятое для анализа (мг)

Г - общее кол-во экстракта, (мл)

100 - пересчет на 100 г продукта

ХОД РАБОТЫ.

1. Определение содержания витамина C в капусте.

Навеску капусты - 1 г тщательно растирают в ступке с 2 мл 10% раствора соляной кислоты, объем доводят до 10 мл и фильтруют. Отмеривают для титрования 2 мл фильтрата, добавляют 10 капель 10% раствора соляной кислоты и титруют 2,6 ДХФИФ до розовой окраски, сохраняющейся в течение 30 сек.

По формуле, указанной выше, рассчитывают содержание аскорбиновой кислоты в 100 г продукта.

Содержание аскорбата (мг/100 г продукта) :

капуста	25 - 60
хвое	200 - 400
шиповник	500 -1500

2. Определение содержания витамина C в картофеле.

Взвешивают 5 г картофеля, тщательно растирают в ступке с 20 каплями 10% раствора соляной кислоты (для того, чтобы картофель не темнел). Постепенно приливают дистиллированную воду - 15 мл. Полученную массу сливают в стаканчик, ополаскивают ступку водой, сливают ее по стеклянной палочке в стаканчик и титруют 0,001 н раствором 2,6 ДХФИФ до розового окрашивания. В 100 г картофеля содержится 1-5 мг витамина C.

3. Определение содержания витамина C в моче.

Определение содержания витамина C в моче дает представление о запасах этого витамина в организме, так как наблюдается соответствие между концентрацией витамина C в крови и количеством этого витамина, выделяемым с мочой. Однако при гиповитаминозе С содержание аскорбиновой кислоты в моче не всегда понижено. Часто оно бывает нормальным, несмотря на большой недостаток этого витамина в тканях и органах.

У здоровых людей введение per os 100 мг витамина C быстро приводит к повышению его концентрации в крови и моче. При гиповитаминозе C ткани, испытывающие недостаток в витамине, задерживают принятый витамин C и его концентрация в моче не повышается. C мочой у здорового человека экскретируется 20-30 мг/сутки или 113-170 мкМ/сутки витамина C. У детей уровень экскреции этого витамина понижается при многих острых и хронических инфекционных и соматических заболеваниях.

ХОД РАБОТЫ.

В стаканчик или колбочку отмеривают 10 мл мочи и 10 мл дистиллированной воды, перемешивают, подкисляют 20 каплями 10% раствора соляной кислоты и титруют 0,001 н раствором 2,6 ДХФИФ до розового окрашивания.

Расчет содержания аскорбиновой к-ты в моче проводят по формуле:

0,088´А´В

X = ¾¾¾¾¾¾

Б

где: X - содержание аскорбиновой кислоты, в суточной моче (мг/сут)

0,088 - коэффициент пересчета

А - результат титрования 0,001 н раствором 2,6-ДХФИФ (мл)

Б - объем мочи, взятый для титрования (мл)

В - среднее суточное количество мочи (для мужчин - 1500 мл, для женщин - 1200 мл).

ВЫВОД:

ЗАНЯТИЕ 25

ТЕМА: Гормоны 1. Общая эндокринология. Механизм действия.

Цель занятия: изучить химическое строение, классификации, механизмы действия гормонов, принципы и уровни организации нейро-эндокринной системы. Изучить механизмы регуляции Ca-P обмена.

Исходный уровень знаний:

1. Строение основных классов гормонов (катехоламины, стероидные, тиреоидные)

2. Строение аденилатциклазного комплекса

3. Система вторичных посредников (мессенджеров)

4. Структура хроматина и регуляция биосинтеза белка

5. Интеграция и регуляция обмена углеводов, липидов, аминокислот.

6. Онтогенетические изменения морфологических признаков, функций и метаболизма.

Теоретическая часть.

Гормоны. Характеристика. Свойства. Паракринное и аутокринное действие гормонов. Номенклатура, классификация гормонов по химическому строению, месту образования, механизму действия и др.

Принципы организации нейро-эндокринной системы:

1. Иерархический - уровни организации нейро-эндокринной системы:

- уровень внутриклеточных гормонов: строение, метаболизм и биологическая роль цАМФ и цГМФ (строение аденилатциклазного комплекса). Основные ферменты, стадии метаболизма и метаболиты (PG, LT, TXA) арахидоновой кислоты, (C20:4) и инозитолфосфатидов - в норме и при патологии.

- уровень гормонов периферических желез

- уровень тропных гормонов гипофиза

- уровень гипоталамических нейрогормонов

2. Наличие прямой и обратной связи положительной и отрицательной связи (+ , - взаимодействия)

3. Наличие центрального и периферического эффекта гормонов

4. Наличие порога чувствительности гипоталамуса

Факторы определяющие интенсивность гормонального эффекта. Общая схема синтеза гормонов. Процессинг гормонов. Понятие о прогормонах и антигормонах. Секреция гормонов. Циркуляторный транспорт гормонов в крови и факторы определяющие его. Метаболизм гормонов в периферических тканях (катехоламинов, пептидных, стероидных и тиреоидных), характеристика ферментов. Пути экскреции гормонов.

Тканевой спектр действия гормонов. Характеристика гормональных рецепторов, их локализация. Механизм действия гормонов - катехоламинов, пептидных, стероидных и тиреоидных. Роль "внутриклеточных" гормонов и Ca²⁺ в реализации гормональных эффектов.

Протеинкиназы, их характеристика и роль в реализации гормональных эффектов. Взаимоотношения Ca²⁺ и аденилатциклазного комплекса.

Феномен десенситизации, его механизм и биологическое значение. Пермиссивные и сенсибилизирующие эффекты гормонов.

Гормональная регуляция Ca-P обмена. Паратгормон и кальцитонин. Понятие об экзогенных гормонах - витамин D₃, его тканевой метаболизм и метаболиты. Рахит, характеристика биохимических нарушений.

Практическая часть - выполнение лабораторных работ:

1. Определение кальция в моче по методу Сулковича.

2. Качественные реакции, подтверждающие белковую природу инсулина.

Литература:

1. Материал лекций.

2. Березов Т. Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия, М., Медицина, 1990, стр. 170-203.

3. Николаев А. Я. Биологическая химия, М., Высшая школа, 1989, стр. 351-364.

4. Марри Р. и др. Биохимия человека, М., Мир, 1993, том 2, стр. 147-169, 170-172, 193-204.

5. Филиппович Ю.Б. Основы биохимии, М., Высшая школа, 1993, стр. 433-457.

6. Дильман В.М. Эндокринологическая онкология, М., Медицина, 1974, 1983.

7. Розен В.Б. Основы эндокринологии, М., Высшая школа, 1984.

8. Уайт А. и др. Основы биохимии, М., Мир, 1981, том 3, стр. 1499-1513, 1529-1542, 1563-1574.

9. Эндокринология и метаболизм, под ред. П. Фелига и др. М., Медицина, 1985, том 1, 2.

10. Теппермен Дж., Теппермен Х. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. М., Мир, 1989.

ЗАДАЧИ:

1. Какие гормоны вырабатываются в нейрогипофизе?

а) окситоцин	д) гонадотропины
б) АДГ	е) катехоламины
в) рилизинг-факторы	ж) гестагены
г) инсулин	з) альдостерон

2. Какие гормоны активируют ГНГ?

а) кортикостероиды	д) тироксин
б) инсулин	е) соматостатин
в) глюкагон	ж) адреналин
г) соматотропин	з) прогестерон

3. Гиперкальциемия наблюдается при:

а) гиперпаратиреозе	д) рахите
б) гипервитаминозе D	е) спазмофилии
в) лейкозах	ж) холецистите
г) гипопаратиреозе	з) инфаркте миокарда

4. Гипокальциемия обнаруживается при:

а) рахите	д) гипопаратиреозе
б) хронических нефритах	е) метастазах рака в кости
в) закупорке желчных путей	ж) гиповитаминозе D
г) гиперпаратиреозе	з) атеросклерозе

5. Какие системы участвуют в регуляции объема внеклеточной жидкости?

а) ренин-ангиотензин-альдостерон

б) гипоталамус-нейрогипофиз

в) гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников

г) калликреин-кининовая система

д) симпато-адреналовая система

е) аденилатциклазная

6. Гиперфосфатемия отмечается при:

а) нарушении выделительной функции почек

б) гипопаратиреозе

в) гиперпаратиреозе

г) гипервитаминозе D

д) гиповитаминозе D

е) гипотиреозе

ж) гипертиреозе

з) гиперкортицизме

7. Концентрация гистамина в крови возрастает при:

а) переохлаждении	г) бронхиальной астме
б) перегревании	д) переутомлении
в) аллергических отеках	е) ожирении

8. Концентрация серотонина в крови возрастает при:

а) карциноидном синдроме

б) опухоли хроматаффинной ткани (феохромоцитоме)

в) злокачественных новообразованиях простаты

г) неоперабельных опухолях прямой кишки

д) тромбоцитопении

е) аллергических состояниях

9. Какие факторы способствуют минерализации костной ткани?

а) низкий уровень витамина C	д) эстрогены
б) высокий уровень Ca2+ в плазме	е) ацидоз
в) паратгормон	ж) кальцитонин
г) 24, 25- дигидроксихолекальциферол	з) кальцитриол

10. Как изменяются показатели сыворотки крови при гиперпаратиреозе?

а) повышается содержание тироксина

б) повышается содержание паратгормона

в) повышается содержание Ca²⁺

г) снижается содержание Ca ²⁺

д) снижается концентрация фосфата

е) повышается концентрация фосфата

ж) повышается судорожная активность

з) повышается нейромышечная возбудимость

11. Кальцитриол является активной формой?

а) витамина K	в) витамина D	д) витамина B12	ж) витамина U
б) витамина E	г) витамина B1	е) витамина H	з) витамина B2

12. Какие соединения активируют синтез кальцийсвязывающего белка в энтероцитах?

а) кальций	д) паратгормон
б) 1,25-дигидрохолекальциферол	е) витамин D3
в) a-токоферол	ж) андрогены
г) кальцитонин	з) инсулин

13. Что включает механизм действия прогестерона ?

а) взаимодействие с рецепторами мембраны

б) проникновение гормона в клетку

в) активацию аденилатциклазы

г) синтез "полового" белка

д) взаимодействие с внутриклеточными рецепторами

е) взаимодействие с хроматином

Практическая часть:

Лабораторная работа № 1. Определение кальция в моче по методу Сулковича.

При гиперпаратиреозе, передозировке витамина D опухолях костей и некоторых других заболеваниях наблюдается гиперкальциемия, которая исключительно опасна для здоровья. В связи с этим, необходим длительный контроль за содержанием кальция в сыворотке крови. Определение уровня кальция в моче может быть использовано для ориентировочной оценки его содержание в сыворотке крови.

ПРИНЦИП МЕТОДА: В кислой среде, в присутствии реактива Сулковича (состав: щавелевая кислота 2,5 мг, оксалат аммония 2,5 г, ледяная уксусная кислота 5 мл, дистиллированная вода до 150 мл) кальций выпадает в осадок в виде оксалата кальция.

ХОД РАБОТЫ: В пробирку с 1 мл мочи прибавляют 0,5 мл реактива Сулковича. Отмечают прозрачность раствора.

ОЦЕНКА: Отсутствие помутнения означает, что содержание кальция в моче ниже нормы. При этом в крови отмечается гипокальциемия (содержание в сыворотке менее 1,8-2 мМ/л).

Легкое помутнение указывает на нормальный уровень кальция 2,25-2.6 мМ/л. Резкое (молочного вида) помутнение характерно для гиперкальциемии при условии, что последующая проба с кипячением не обусловлена присутствием уратов или белка.

ВЫВОД:

Лабораторная работа № 2. Качественные реакции, подтверждающие белковую природу инсулина.

ПРИНЦИП МЕТОДА: (см. раздел "Химия белка")

ХОД РАБОТЫ.

1. Биуретовая реакция. В пробирку с 1 мл раствора инсулина добавляют 5-6 капель раствора гидроксида натрия и 1-2 капли раствора сульфата меди (II). После перемешивания жидкость окрашивается в розово-фиолетовый цвет.

2. Реакция Милона. К 5-10 каплям раствора инсулина добавляют 2-3 капли реактива Милона и осторожно нагревают. Образуется осадок в виде сгустка красного цвета.

3. Реакция Фоля. К 5-10 каплям раствора инсулина (использовать неразбавленный препарат) добавляют 2-3 мл раствора гидроксида натрия и кипятят 10 мин. на маленьком пламени горелки. После охлаждения добавляют 1-2 капли раствора Pb(ONa)₂, появляется бурое окрашивание.

ПРИМЕЧАНИЕ. Раствор Pb(ONa)₂ приготовить в отдельной пробирке. Для этого к одной капле раствора ацетата свинца добавляют по каплям раствор 10%-ного гидроксида натрия до растворения образовавшегося осадка гидроксида свинца. При стоянии или нагревании бурое окрашивание может усилиться до черного и может выпасть черный осадок.

ВЫВОД:

ЗАНЯТИЕ 26

ТЕМА: Гормоны 2. Частная эндокринология. Гормоны периферических желез.

Цель занятия: изучить механизмы действия гормонов, участвующих в регуляции метаболизма.

Исходный уровень знаний:

1. Свойства, номенклатура и классификация гормонов.

2. Принципы организации нейро-эндокринной системы.

3. Уровни организации нейро-эндокринной системы.

4. Механизмы действия гормонов.

5. Факторы, определяющие гормональный эффект.

6. Интеграция и регуляция углеводного, липидного и азотистого обменов.

Теоретическая часть.

1. ТТГ. Химическая природа, регуляция секреции, механизм действия.

1.1. Щитовидная железа. T₃, T₄ - химическая природа, биосинтез, регуляция секреции, механизм действия, роль в обмене, метаболизм в тканях, основные клинические проявления гипо- и гиперфункции T₃ и T₄. Механизм возникновения эндемического зоба.

2. СТГ. Химическая природа, регуляция секреции, механизм действия, механизм анаболических и контринсулярных эффектов. Основные клинические проявления гипо- и гиперфункции.

3. Поджелудочная железа. Инсулин, глюкагон, соматостатин - химическая природа, регуляция секреции, механизм действия, роль в обмене. Основные клинические проявления гипо- и гиперинсулинизма.

Диабет 1 типа (инсулиндефицитный) и диабет 2 типа (инсулинрезистентный). Причины возникновения, сравнительная характеристика (сходство и отличия).

4. АКТГ. Химическая природа, механизм действия, основные клинические проявления гипо- и гиперфункции.

4.1. Глюкокортикоиды. Строение, регуляция синтеза и секреции, метаболизм в тканях. Механизм действия, роль в обмене. Основные клинические проявления гипо- и гиперкортицизма.

4.2. Минералокортикоиды, химическая природа, регуляция секреции, метаболизм в тканях, механизм действия, роль в обмене. Основные клинические проявления гипо- и гиперфункции.

5. Мозговое вещество надпочечников. Катехоламины. Химическая природа, биосинтез, регуляция секреции, метаболизм в тканях, механизм действия, роль в обмене.

6. Гонадотропины, ФСГ, ЛГ. Химическая природа, механизмы регуляция секреции, механизм действия.

6.1. Половые гормоны. Андрогены. Химическая природа, регуляция секреции, механизм действия, роль в обмене, метаболизм в тканях. Основные клинические проявления гипо- и гиперфункции.

6.2. Эстрогены. Химическая природа, регуляция секреции, механизм действия, роль в обмене, метаболизм в тканях. Основные клинические проявления гипо- и гиперфункции.

6.3. Гестагены. Прогестерон, химическая природа, регуляция секреции, механизм действия роль в обмене, метаболизм в тканях. Основные клинические проявления гипо- и гиперфункции.

7. Гормоны желудочно-кишечного тракта. Химическая природа. Биологическая роль и клиническое применение.

8. Гормоны тимуса. Химическая природа. Биологическая роль и клиническое применение.

9. Эндорфины, энкефалины - структура, биологическая роль.

10. Адаптивная роль гормонов. Стресс, основные проявления. Стадии стресса и их клиническое значение. Понятие о дистрессе и эустрессе. Гормональная регуляция энергетического обмена при стрессе.

Практическая часть - выполнение лабораторных работ:

1. Обнаружение иода в препарате щитовидной железы.

2. Качественные реакции на адреналин.

3. Обнаружение 17-кетостероидов в моче.

Литература:

1. Материал лекций.

2. Березов Т. Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия, М., Медицина, 1990, стр. 170-203.

3. Николаев А. Я. Биологическая химия, М., Высшая школа, 1989, стр. 351-364.

4. Марри Р. и др. Биохимия человека, М., Мир, 1993, том 2, стр. 147-169, 170-172, 193-204.

5. Эндокринология и метаболизм. под. ред. П. Фелига и др., М., Медицина, 1985.

6. Дильман В.М. Эндокринологическая онкология, М., Медицина, 1974, 1983.

7. Розен В.Б. Основы эндокринологии, М., Высшая школа, 1984.

8. Уайт А. и др. Основы биохимии, М., Мир, 1981, том 3, стр. 1542-1702.

9. Теппермен Дж., Теппермен Х. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. М., Мир, 1989.

ЗАДАЧИ:

1. Эстрогены выделяется с мочой в виде конъюгата с:

а) глюкуроновой к-той	г) глутамином
б) цистеином	д) белком
в) глицином	е) сульфатом

2. Какие превращения не характерны для животной клетки:

а) эстрон ® эстриол

б) эстрон ® эст радиол

в) эстрон ® дигидротестостерон

г) 17-дегидроксипрегненолон ® тестостерон

д) прогестерон ® эстрогены

е) холестерол ® эстрогены

3. Чем можно объяснить вирилизацию при синдроме Кушинга?

а) усилением глюкокортикоидных эффектов

б) слабыми минералокортикоидными и сильными глюкокортикоидными эффектами

в) сильными минералокортикоидными и слабыми глюкокортикоидными эффектами

г) действием андрогенов надпочечников

д) действием эстрогенов надпочечников

е) действием гестагенов надпочечников

4. Холестерин превращается в:

а) инозитолтрифосфат	г) полиеновые жирные кислоты
б) кортикостероиды	д) эндорфины и энкефалины
в) желчные кислоты	е) кальцитриол

5. Как метаболизирует холестерин у человека ?

а) переходит в гликохолевую кислоту

б) является компонентом мембраны

в) превращается в ацетил-КоА

г) превращается в кортизол

д) превращается в CO₂ и воду

е) экскретируется с мочой

6. Гиперкортицизм сопровождается :

а) увеличением содержания гликогена в печени

б) уменьшением содержания гликогена в печени

в) увеличением массы скелетной мускулатуры

г) уменьшением массы скелетной мускулатуры

д) атрофией надпочечников

е) гипертрофией надпочечников

ж) увеличением уровня АКТГ в крови

з) уменьшением уровня АКТГ в крови

7. Какие метаболиты включает биосинтез тестостерона?

а) изопентенилпирофосфат	д) кортизол
б) прегненолон	е) прогестерон
в) ланостерин	ж) эстриол
г) фитостерин	з) ДОФА

8. При каких болезнях отмечается повышение уровня кортизола в крови?

а) болезнь Хартнупа	д) микседема
б) синдром Иценко-Кушинга	е) гипофизарная кахексия
в) болезнь Аддисона	ж) сахарный диабет
г) Базедова болезнь	з) синдром Леша-Нихана

9. Назовите причины гипернатриемии?

а) полиурия

б) олигурия

в) некомпенсированный сахарный диабет

г) ограниченный прием жидкости

д) гиперкортицизм

е) болезнь Аддисона

ж) болезнь Гирке

з) синдром Иценко-Кушинга

10. Какие гормоны синтезируются в сетчатой зоне коры надпочечников?

а) андрогены	д) альдостерон
б) катехоламины	е) эстрогены
в) дезоксикортикостерон	ж) гестагены
г) соматотропин	з) соматостатин

11. Для феохромоцитомы характерна:

а) гипергликемия	д) азотемия
б) кетонемия	е) кетонурия
в) гиперкатехоламинемия	ж) гипогликемия
г) ацидоз	з) гипертензия

12. Какие гормоны синтезируются в клубочковом слое коры надпочечников?

а) АДГ	г) эстрогены
б) глюкокортикоиды	д) минералокортикоиды
в) андрогены	е) катехоламины

13. При хроническом гипокортицизме (болезни Аддисона) наблюдается недостаточность:

а) андрогенов	в) глюкокортикоидов	д) эстрогенов
б) катехоламинов	г) минералокортикоидов	е) катехоламинов

14. Для акромегалии характерно повышение уровня:

а) глюкагона	д) тироксина
б) СТГ	е) адреналина
в) инсулина	ж) АКТГ
г) эстрогенов	з) андрогенов

15. Повышение экскреции катехоламинов с мочой встречается при?

а) феохромоцитоме	г) стенокардии покоя
б) бронхиальной астме	д) инфаркте миокарда
в) гипертермии	е) шоке

16. Когда снижается экскреция с мочой 17-кетостероидов?

а) адреногенитальный синдром

б) гиперплазия коры надпочечников

в) опухоли коры надпочечников

г) болезнь Иценко-Кушинга

д) болезнь Аддисона

Практическая часть:

Лабораторная работа № 1. Обнаружение иода в препарате щитовидной железы.

ПРИНЦИП МЕТОДА: при щелочном гидролизе тироксина образуется иодид калия, из которого иод вытесняется иодатом калия. Выделившийся свободный йод дает с крахмалом синее окрашивание.

В лаборатории кафедры (!) проводят гидролиз аптечного тиреоидина по следующей методике:

В фарфоровой ступке растирают 10 таблеток тиреоидина. Полученный порошок пересыпают в колбу для гидролиза и заливают 25 мл 10% раствор NaHCO₃. Перемешивают, закрывают пробкой с обратным холодильником и ставят на песчаную баню. Содержимое пробирок кипятят 10-15 мин и охлаждают.

ХОД РАБОТЫ. К 1 мл гидролизата полученного в лаборатории помещают в фарфоровую чашку и нейтрализуют 10% раствором серной кислоты, добавляя ее по каплям до слабокислой реакции на лакмус. Затем добавляют 2 капли раствора крахмала и 2-3 капли раствора KIO₃. Выделившийся йод окрашивает жидкость в синий цвет.

Лабораторная работа № 2. Качественные реакции на адреналин.

ПРИНЦИП МЕТОДА: адреналин и норадреналин образуются из аминокислоты тирозина и являются производными пирокатехина. Присутствие в их структуре пирокатехинового кольца определяет химические свойства этих гормонов. Они легко окисляются в нейтральных р-рах с образованием красного пигмента - адренохрома, который при последующей полимеризации образует меланины.

ХОД РАБОТЫ: 1. Реакция с хлоридом железа (III).

В пробирку вносят 3 капли раствора адреналина и 1 каплю 1% раствора хлорида железа (III). Проявляется изумрудно-зеленое окрашивание, которое затем при добавлении 1 капли раствора гидроксида натрия приобретает вишнево-красный цвет. Реакция обусловлена тем. что пирокатехиновое ядро образует с ионами железа (III) соединения типа фенолятов.

2. Диазореакция на адреналин.

В пробирку вносят 2-3 капли раствора адреналина, 2 капли 10% раствора KIO₃ и 2 капли раствора уксусной кислоты. Перемешивают и слегка нагревают. Жидкость окрашивается в красно-фиолетовый цвет. Окраска обусловлена тем, что при взаимодействии адреналина с диазореактивом образуется азокраситель.

Лабораторная работа № 3. Обнаружение 17-кетостероидов в моче.

ПРИНЦИП МЕТОДА: метод основан на взаимодействии 17-кетостероидов с м-динитробензолом в щелочной среде с образованием продуктов конденсации розово-фиолетового цвета.

ХОД РАБОТЫ. В пробирку вносят 20 капель мочи и 30 капель раствора м-динитробензола, который добавляют медленно, так, чтобы он стекал по стенке пробирки. Пробирку не встряхивать. Затем по стенке пробирки добавляют 6 капель раствора гидроксида натрия.

Верхний слой жидкости окрашивается в розово-фиолетовый цвет.

ВЫВОДЫ:

ЗАНЯТИЕ 27

ТЕМА: Контрольное занятие по темам "Гормоны и витамины".

Контрольные вопросы:

1. Гормоны. Определение. Свойства. Номенклатура, классификация.

2. Принципы организации нейро-эндокринной системы:

2.1. иерархический, уровни организации нейро-эндокринной системы:

- Внутриклеточные гормоны (цАМФ), (цГМФ), их тканевой метаболизм. Строение и функция аденилатциклазного комплекса. Схема метаболизма арахидоновой кислоты, основные ферменты, их обмен в норме и при патологии.

- Гормоны периферических желез.

- Тропные гормоны гипофиза.

- Гипоталамические нейрогормоны.

2.2. наличие прямой и обратной связи (+ - взаимодействия)

2.3. наличие центрального и периферического эффекта гормонов

2.4. наличие порога чувствительности гипоталамуса.

3. Факторы, определяющие гормональный эффект. Общая схема синтеза гормонов. Понятие о прогормонах и антигормонах. Механизм действия гормонов. (Катехоламинов, пептидных, стероидных, тиреоидных). Характеристика рецепторов, их клеточная локализация.

4. Феномен десенситизации, его механизмы и биологическое значение. Пермиссивный, сенсибилизирующий эффекты гормонов.

5. Роль ионов Са²⁺ в регуляции гормональных эффектов. Витамин D и его метаболиты. Регуляция Ca-P обмена. Паратгормон и кальцитонин. Нарушение Ca-P обмена. Рахит.

6. ТТГ, химическая природа, механизм действия. Щитовидная железа. Т₃, Т₄: химическая природа, биосинтез, метаболизм в тканях. Механизм действия, роль в обмене, основные клинические проявления гипо- и гиперфункции Т₃ и Т₄.

7. СТГ. Химическая природа, механизм действия, основные клинические проявления гипо- и гиперфункции.

8. Поджелудочная железа. Проинсулин, инсулин, глюкагон, соматостатин - химическая природа, регуляция секреции, механизм действия. Роль в обмене. Основные клинические проявления гипо- и гиперфункции инсулина. Диабет 1 типа (инсулинодефицитный) и диабет 2 типа (инсулинорезистентный). Сходство и различия.

9. АКТГ. Химическая природа. Механизм действия, основные клинические проявления гипо- и гиперфункции. Глюкокортикоиды. Строение, регуляция секреции, метаболизм в тканях, механизм действия, роль в обмене. Основные клинические проявления гипо- и гиперфункции. Минералокортикоиды. Химическая природа, регуляция секреции, метаболизм в тканях, механизм действия, роль в обмене. Основные клинические проявления гипо- и гиперфункции.

10. Мозговое вещество надпочечников. Катехоламины, химическая природа, регуляция секреции, метаболизм в тканях, механизм действия, роль в обмене.

11. Гонадотропины, ФСГ, ЛГ. Химическая природа, механизм действия.

12. Половые гормоны. Андрогены. Химическая природа, регуляция секреции, механизм действия, роль в обмене. Основные клинические проявления гипо- и гиперфункции. Гестагены. Прогестерон. Химическая природа, регуляция секреции, механизм действия.

13. Гормоны тимуса. Химическая природа. Биологическая роль.

14. Эндорфины.

15. Адаптивная роль гормонов. Понятие о стрессе. Гормональная регуляция энергетического обмена при стрессе.

16. История учения о витаминах (работы Лунина Н.И., Сосина К.А., Эйкмана К., Функа К.).

17. Общая характеристика и классификация витаминов. Групповая характеристика витаминов. Каждый витамин рассматривается по схеме:

- Химическая природа и основные свойства (устойчивость к действию света, рН, высокой температуре).

- Роль витаминов в обмене в-в. Физиологические эффекты.

- Картина гипо- , авитаминоза и гипервитаминоза и их лабораторная диагностика.

- Содержание в продуктах питания.

- Источники витаминов, профилактическая и лечебная дозы.

18. Гиповитаминозы и авитаминозы, их причины (алиментарное, парентеральное питание, заболевание ЖКТ, глистные инвазии, повышенная потребность, лекарственные препараты, антивитамины).

19. Водорастворимые витамины: В₂ (рибофлавин), В₁ (тиамин), РР (никотинамид, ниацин), В₆ (пиридоксин), Н (биотин), пантотеновая кислота, пангамовая кислота, фолиевая кислота, В₁₂ (кобаламин), С (аскорбиновая кислота).

20. Жирорастворимые витамины: витамины А (антиинфекционный, витамин роста), Д (антирахитический), их провитамины и метаболиты, Е (антистерильный), К (антигеморрагический).

21. Врожденные нарушения метаболизма витаминов.