Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биохимия патологических процессов. Практикум
.pdf
даже при наличии всех составляющих процесса, но нарушении регулирующих
ферментных комплексов, возможен дефицит образования убихинона. Возможна
компенсация за счет поступления этого вещества с пищей, а именно с мясом,
субпродуктами, шпинатом, картофелем. Является участником
митохондриальных респираторных комплексов. Первый, третий и четвертый
суперкомплексы являются главными, так как содержат все окислительновосстановительные ферменты, которые необходимы для переноса электронов с
НАДН до кислорода. Следует отметить и антиоксидантную функцию
убихинона. Способен прекращать активацию и распространение перекисного
окисления липидов, частично участвует в обмене других антиоксидантов.
В ходе окислительного фосфорилирования в клетках образуется
энергия, то есть энергия образуется при окислении питательных веществ и в
виде молекул АТФ хранится в митохондриях. И в результате ряда других
окислительно-восстановительных реакций происходит образование активных
форм кислорода. Одним из самых распространенных свободных радикалов
является супероксид-анион. Он способен повреждать мембрану клеток
паренхиматозных органов, его источником являются клетки патогенных
бактерий. Пероксидный радикал образуется в результате соединения кислорода
с металлами переменной валентности. Радикалы обладают высокой
реакционной способностью, стремясь овладеть недостающим электроном, так
ка молекула кислорода имеет неспаренный электрон на молекулярной или
внешней атомной орбите. В норме свободные радикалы присутствуют в клетке,
так как выполняют ряд необходимых функций. При чрезмерном воздействии
физико-химических факторов (ультрафиолетовое или ионизирующее
излучение), количество свободных радикалов увеличивается. Они являются
инициаторами перекисного окисления липидов, находящихся в мембране
клеток. В результате получаются довольно токсичные для клетки продукты. В
результате альтернативного процесса – биологического окисления- продукты
реакций не являются ядовитыми, так как кислород присоединяется к атомам
11
водорода только в конечных звеньях цепи реакций. В процессе перекисного
окисления липидов выделяют стадии развития (рисунок 2).
Рисунок 2 – Стадии перекисного окисления липидов
Образование и разрушение перекиси водорода происходит в
специфических органеллах, имеющихся практически во всех эукариотических
клетках. Это пероксисомы.
Вопросы для самоподготовки:
1. Краткая характеристика строения клетки. Эволюция представлений
о строении клеточной мембраны.
2. Понятие болезнь, патологический процесс.
3. Процесс апоптоза как один из ведущих механизмов регуляции
физиологических функций организма.
4. Основы молекулярных механизмов управления программированной
гибелью клеток.
5. Методы определения и оценки апоптоза. Основные маркеры.
6. Патологические состояния, ассоциированные с активацией апоптоза
(аплазии, дегенеративные процессы) и угнетением апоптоза (аутоиммунные
процессы, злокачественные новообразования). Стадии апоптоза.
7. Аутофагическая клеточная гибель.
12
8. Биохимические аспекты некроза. Понятие, стадийность. Отличие от
апоптоза.
9. Перекисное окисление липидов и патология мембран.
10. Оценка интенсивности перекисного окисления липидов (ПОЛ).
11. Характеристика основных форм активированных кислородных
метаболитов (АКМ).
12. Характеристика ферментативной антиоксидантной системы клетки
(СОД, каталаза, глутатионпероксидаза, глутатион-S-трансфераза,
глутатионредуктаза, НАДФ+-редуктазы, глутатион восстановленный).
Выполнить задачи и задания по типовым патологическим
процессам: некроз, апоптоз
1 Зарисовать последовательность ультраструктурных изменений клетки
при некрозе и апоптозе
2 Разгадайте кроссворд:
По горизонтали:
1. Патологический процесс, отражающий нарушение обмена веществ в
организме
13
2. Генетически запрограммированная смерть клеток в живом организме
3. Участок мертвой тканей, который не подвергается аутолизу, не
замещается соединительной тканью и свободно располагается среди живых
тканей
4. Некротизированные ткани, изменившие цвет, вследствие воздействия
внешней среды.
5. Нарушение кислотно-основного равновесия, вследствие переизбытка
щелочных продуктов
6. Задержка жидкости в тканях, что является патологическим процессом
7. Гибель клеток, участков тканей, части органа в живом организме
8. Окрашивание тканей в желтый цвет
9. Уменьшение органа или ткани в объеме с ослаблением или
прекращением функции
По вертикали:
1. Участок некроза кожи, подкожной клетчатки, слизистых оболочек,
подвергающийся давлению в условиях истощения организма или нарушения
трофики
2. Нарушение кислотно-основного равновесия, вследствие переизбытка
кислых продуктов
3. Гибель мягких тканей, возникающая в результате постоянного
механического воздействия, что влечет нарушение питания этих тканей.
4. Снижение уровня ионов калия в крови
5. Образования в полостях организма, одной из причин является
дисэлементоз.
3 Выберите правильное утверждение и закончите предложение, записав
верный ответ.
14
A. внутриклеточный ацидоз и гипергидрия клеток являются строго
Показатели
Апоптоз
Некроз
Морфологические изменения
Цитоплазма
Мембрана
Ядро
Образование апоптозных телец
Аутофагия
Фагоцитоз апоптозных телец
Возможность блокады клеточной
смерти
Биохимические изменения
Первичные проявления изменения
ферментов
Биохимические изменения в ядре
Биохимические изменения в
цитоплазме
Этиологические факторы
Наиболее типичная локализация
проявлений у высших позвоночных
Воспалительный процесс
специфическим проявлением повреждения клетки, вследствии…..
Б. повышение проницаемости клеточных мембран является строго
специфическим проявлением повреждения клетки, потому что……
В. повышение проницаемости клеточных мембран сопровождает любое
повреждение клетки, так как……
Д. электропроводность поврежденных клеток обычно снижается, за
счет….
4 Заполните таблицу 2
Таблица 2 - Основные морфологические и биохимические отличия
апоптоза и некроза
15
5 Закончите предложения:
1. Механизмами повреждения клеточных мембран являются________________
2. Максимальную активацию свободнорадикального и перекисного окисления
липидов вызывает____________________________________________
3. При повреждении клетки возникают следующие адаптивные
изменения___________________________________________________________
Темы докладов:
1. Основы жизнедеятельности клетки. Понятие о программированной
гибели клетки (исторические аспекты).
2. Клетка в условиях окислительного стресса: молекулярные механизмы
окислительного повреждения биомолекул.
3. Понятие о программированной гибели клетки (исторические аспекты).
4. Природные антиоксиданты, их действие и применение.
5. Молекулярные механизмы регуляции апоптоза.
6. Методы идентификации апоптоза.
7. Исследование молекулярно-клеточных механизмов апоптоза
8. Сравнительная характеристика апоптоза животных, растений и
микроорганизмов.
9. Влияние стресса на апоптоз, аутофагию и некроза клеток и тканей.
10. Новое в классификации программируемой клеточной гибели.
11. Современные методы верификации апоптотических, аутофагических и
некротических клеток.
12. Роль апоптоза при развитии атеросклероза.
13. Апоптоз и контроль клеточного цикла в эмбриогенезе и онтогенезе
организма.
14. Молекулярно-генетические механизмы, активирующие апаптоз.
15. Повреждение клеток при некрозе на примере теплового ожога.
16
2 Практическое занятие по теме: «Биохимические основы
процессов воспаления»
Цели обучения :
- общая: изучить метаболические изменения при воспалении.
- учебная: обеспечить процесс формирования профессиональных
компетенций ОПК-5, ПК – 1, ПК - 5.
Студент должен знать:
1. Биологическое значение этапов воспалительной реакции.
2. Изменения обмена веществ в центре патологического процесса
3. Основные стадии воспаления: альтерация, расстройство
микроциркуляции с экссудацией, эмиграция лейкоцитов, пролиферация
4. Эффективный биохимический контроль воспалительного ответа
Студент должен уметь:
1. Использовать полученные знания для анализа молекулярных
механизмов возникновения патологических изменений в очаге поражения.
2. Применить приобретенные знания для биохимического лабораторного
контроля.
План изучения темы:
1 Причинные факторы процесса воспаления.
2 Биохимическая характеристика компонентов воспаления.
3 Химические медиаторы и антимедиаторы воспаления.
4 Изменения обмена белков, жиров, углеводов в очаге воспаления.
5 Лабораторная диагностика. Правила подсчета и оценки лейкоцитарной
формулы.
Основные понятия и положения темы:
17
Воспалительная реакция является универсальной системой процессов
реагирования на воздействие различных действующих факторов. Понятие
«воспаление» невозможно характеризовать как явление, неизменно
определяющее болезнь. В общей патологии человека воспаление принято
рассматривать как важнейший общепатологический и вместе с тем
биологический процесс, который осуществляет защитно-приспособительные
механизмы организма. В этом процессе сочетается и мобилизация защитных
сил организма, и явления повреждения. Воспаление целиком обусловлено
функциональными возможностями соединительной ткани. Организм
защищается от действия вредных факторов несколькими вариантами
реагирования:
1 Изоляция воспалительного очага от всего организма;
2 Формирование специфического барьера вокруг очага;
3 Активация пролиферации и регенерация за счет клеток-резидентов и клеток
эмигрантов.
Этиологические факторы воспалительного процесса разнообразны
(рисунок 3).
Рисунок 3 - Причины воспаления [14]
Определяя биологическую роль воспалительных процессов, необходимо
проанализировать стадии воспалительной реакции организма. Как правило, с
биохимической точки зрения, рассматривают три компонента воспаления:
– высвобождение низкомолекулярных медиаторов воспаления;
– активация протеаз крови и тканей и образование высокомолекулярных
медиаторов, представляющих собой фрагменты белков, распавшихся при
усилении свертывания, фибринолиза, кининогенеза;
18
– активация комплемента.
Медиаторы воспаления
Клеточные
Плазменные
Предсуществующие
Вновь образованные
Компоненты систем плазмы:
- системы комплемента;
- калликреин- кининовой;
- свертывающей системы
крови;
- фибринолитической
системы.
Гистамин, серотонин,
гепарин,
нейропептиды,
лизосомальные
ферменты, катионные
белки и др.
Простагландины,
лейкотриены, цитокины,
активные формы
кислорода и др.
Развитие воспалительного процесса связано с синтезом, секрецией и
реализацией биологических эффектов ряда медиаторов.
Медиаторы воспаления классифицируют по химической структуре
(рисунок 4)
Рисунок 4 – Классификация медиаторов воспаления по химической
структуре.
Выделяют медиаторы воспаления по происхождению (таблица 3).
Таблица 3 – Классификация медиаторов воспаления по происхождению
по происхождению (гуморальные, клеточные)
19
А также выделяют медиаторы по эффектам (нецитотоксического и
цитотоксического действия), по скорости развития эффектов (немедленного и
замедленного типа действия).
Под действием фермента гистидиндекарбоксилазы из аминокислоты
гистидина синтезируется гистамин. Данное биологически активное вещество
кумулируется в тучных клетках, базофилах и тромбоцитах. В гранулах
указанных клеток гистамин накапливается совместно с гепарином, фактором
некроза опухоли и некоторыми другими соединениями. Биологические
эффекты данного вещества кратковременны, так как после высвобождения
путем экзоцитоза или повреждения клетки, гистамин быстро разрушается
гистаминазой эозинофилов.
К группе биогенных аминов относится и серотонин, который является
производным триптофана. Разрушается аминоксидазами, синтез инициируется
комплексом антиген-антитело, под действием тромбина, ФАТ, коллагена.
Кинины образуются в крови и тканях из a2-глобулина плазмы
(кининогена), расщепление которого происходит под действием калликреинов
(плазменного и тканевого). Оба фермента в обычно состоянии не активны и
существуют в качестве калликреиногенов, активируемых фактором Хагемана,
впрочем, калликреины сами могут активировать фактор Хагемана, обладают
хемотаксической активностью, вызывают агрегацию форменных элементов
крови. В крови и тканях кинины быстро расщепляются кининазами,
содержащимися во многих клетках, а также инактивируются a1антитрипсином, ингибитором С-фракции комплемента.
Комплемент представляет собой плазменную систему, включающую не
менее 18 белков. Система комплемента выступает в качестве неспецифического
механизма, который способствует разрушению и выведению чужеродных и
собственных измененных клеток. Система комплемента находится в крови в
неактивном состоянии и для выполнения своих функций требуется активация
этого сложного комплекса. Известно несколько механизмов активации этой
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]