ГОУ ВПО «Уральская государственная медицинская академия

Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»

Кафедра биохимии

Утверждаю

Зав. каф. проф., д.м.н.

Мещанинов В.Н.

_____‘’_____________2007 г

Методическая разработка к практическому занятию № 20 (для преподавателей)

Факультет: лечебно-профилактический, медико-профилактический, педиатрический.

Курс: 2

Семестр: 4

1. ТЕМА ЗАНЯТИЯ: Общие пути обмена аминокислот. Биосинтез мочевины.

2. УЧЕБНАЯ ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: общие пути превращения и распада аминокислот в тканях, пути образования, использования и обезвреживания аммиака, механизмы токсичности аммиака.

3. ЗАДАЧИ ЗАНЯТИЯ:

3.1. Рассмотреть биохимические механизмы взаимопревращений аминокислот и кетокислот, превращений аминокислот в биогенные амины. Роль витамина В₆ в этих реакциях.

3.2. Познакомить студентов с путями использования безазотистого остатка аминокислот: глюконеогенез, кетогенез, включение в ЦТК.

3.3. Рассмотреть биохимические пути образования, использования и обезвреживания аммиака. Биохимические причины, метаболические и клинические последствия гипераммониемии.

3.5. В ходе лабораторной работы научить студентов методике определения мочевины в сыворотке крови.

3.6. Оценить знания студентов путем тест-контроля и фронтального опроса. Дать оценку выполнению лабораторной работы, сделанным выводам и клинико-диагностической интерпретации результатов.

Дополнительный вопрос для педфака:

3.4. Особенности образования и утилизации аммиака у детей.

4. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЗАНЯТИЯ: 3 акад. часа.

5. МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ: учебная комната

6. ОСНАЩЕНИЕ ЗАНЯТИЯ

6.1. Набор для тест-контроля знаний студентов по теме: Общие пути обмена аминокислот. Биосинтез мочевины.

6.2. Иллюстративный материал: 1) реакции переаминирования; 2) реакции дезаминирования; 3) образование биогенных аминов; 4) орнитиновый цикл.

6.3. Химпосуда, автодозаторы, штативы для пробирок.

6.4. Водяная баня, фотоэлектрокалориметр с набором кювет.

6.5. Образцы сыворотки крови для определения мочевины.

6.6. Микрокалькулятор (приносят студенты).

7. ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ И БЮДЖЕТ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ

7.1. Организационные вопросы – 3 мин.

7.2. Введение. Формулировка актуальности, цели и задач практического занятия – 5 мин.

7.3. Тест-контроль уровня знаний студентов – 15 мин.

7.4. Рассмотрение теоретических вопросов темы – 42 мин.

7.5. Перерыв – 10 мин.

7.6. Продолжение разбора теоретических вопросов – 40 мин.

7.7. Самостоятельное выполнение студентами лабораторной работы, составление отчета – 30 мин.

7.8. Обсуждение результатов лабораторной работы, подведение итогов занятия - 5 мин.

8. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ЗАНЯТИЯ.

Контрольные вопросы по теме занятия

8.1. Каковы основные пути использования аминокислот в организме? Дать схему.

8.2. В чем заключается реакция переаминирования? Дать ее схему и основные клинические характеристики.

8.3. Отметить биологическое значение переаминирования как пути биосинтеза заменимых аминокислот.

8.4.Какова тканевая о органная специфичность аминотрансфераз? Показать ее на примере АлАТ и АсАТ, отметить диагностическое значение этих ферментов.

8.5. Реакция декарбоксилирования аминокислот – путь образования биогенных аминов, отметить биологическую роль последних.

8.6. Витамин В6 –кофермент аминотрансфераз и декарбоксилаз α-аминонокислот. Его ключевая роль в общем обмене аминокислот. Показать его строение и механизм действия.

8.7. Какие виды биологического дезаминирования известны? Показать реакции и отметить те из них, которые присущи организму человека.

8.8. Окислительное дезаминирование глутаминовой кислоты – основной путь выведения аминокислотного азота.

8.9. Каков механизм глутаматдегидрогеназной реакции? Рассмотреть схему механизма реакции, участвующие в ней коферменты. Показать ее возможную обратимость и органоспецифичность прямой и обратной реакции. Биологическая роль обратной реакции.

8.10. Что такое непрямое дезаминирование? Дать определение и схему реакций. Отметить тканевые особенности этого процесса (в печени, нервной и мышечной тканях).

8.11. Что такое моноаминооксидазная реакция? Показать ее механизм и отметить ее биологическую роль.

8.12. Рассмотреть пути катаболизма безазотистых остатков аминокислот: глюконеогенез (глюкагенные аминокислоты), кетогенез (кетогенные аминокислоты), включение в ЦТК.

8.13. В чем заключается биологическая роль глутамина и аспарагина? Показать механизм глутаминсинтетазной реакции, ее тканевые особенности. Отметить ее роль в срочной детоксикации аммиака, а также роль различных азотсодержащих метаболитов.

8.14. В чем заключается биологическая роль мочевины? Отметить ее значение как конечного продукта обезвреживания и выведения аммиака.

8.15. Что такое орнитиновый цикл? Рассмотреть реакции цикла, дать характеристику ферментам, отметить его органоспецифичность.

8.16. Показать связь орнитинового цикла с обменом аминокислот, с ЦТК, с окислительным фосфорилированием, отметить роль цикла как источника аргинина.

8.17. Что может быть причиной недостаточности орнитинового цикла? Отметить два типа причин: 1) патологические изменения печени (уменьшение клеточной паренхимы); 2) генетически обусловленная недостаточность ферментов цикла.

8.18. Каковы последствия недостаточности орнитинового цикла? Отметить: 1) снижение содержания мочевины в крови и моче; 2) повышение содержания аммиака в крови (гипераммониемия).

8.19. Рассмотреть биохимические причины токсичности аммиака, метаболические и клинические последствия гипераммониемии.

8.20. В чем заключается клиническое значение определения уровня мочевины в крови? Подробно рассмотреть диагностическую роль этого показателя в оценке состояния почек, печени и обмена белка в организме.

Дополнительные вопросы для педфака.

8.21. В чем состоят особенности образования и утилизации аммиака у детей?

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ

Аминокислоты (АК) – органические соединения, содержащие –СООН и -NH2 в α-положении. Почти все АК имеют хиральный атом и обладают оптической изомерией. У человека присутствуют L-аминокислоты.

Всего известно около 300 видов АК, у человека в организме - 70, а в составе белков - 20.

Физико-химические свойства аминокислот

АК белые кристаллические вещества, хорошо растворимые в воде. Имеют высокую температуру плавления, в твердом состоянии находятся в виде внутренней соли. Многие сладкие на вкус (гли).

АК амфотерные вещества – проявляют свойства кислот и оснований. К наиболее важным общим реакциям АК относятся реакции декарбоксилирования, переаминирования, дезаминирования, образование пептидных связей и оснований Шиффа (при гликозилировании белков). Специфические реакции АК связаны с наличием функциональных групп в радикале (окислительно-восстановительные реакции цис).

Существует несколько классификаций аминокислот.

Классификация АК по природе радикала: 1). алифатические (гли, ала, вал, лей, иле и.т.д.); 2). ароматические (фен, тир, три, гис); 3). гетероциклические (про, оксипро).

Классификация АК по количеству карбоксильных и аминогрупп: 1). нейтральные; 2). кислые (глу, асп); 3) основные (арг, лиз).

Классификация АК по функциональным группам в радикале: 1). содержащие –ОН (сер, тре); 2). содержащие –SH (цис, мет); 3). содержащие –СОNH₂ (глн, асн);

Классификация АК по способности к синтезу:

1. АК, которые синтезируются в организме, называют заменимыми (глицин, аспарагиновая кислота, аспарагин, глутаминовая кислота, глутамин, серии, пролин, аланин).

2. АК, которые не синтезируются в организме, но для него необходимы, называются незаменимыми (фенилаланин, метионин, треонин, триптофан, валин, лизин, лейцин, изолейцин).

3. Аргинин и гистидин - частично заменимые АК, у взрослых они образуются в достаточных количе­ствах, а у детей - нет. Поэтому, необходимо дополнительное поступление этих АК с пищей.

4. Тирозин и цистеин — условно заме­нимые, так как для их синтеза необходимы незаменимые АК (фенилаланин и метионин).

Функции аминокислот

• Используются для синтеза белков, углеводов, липидов, нуклеиновых кислот, биогенных аминов (гормонов, нейромедиаторов), других аминокислот

• Служат источником азота при синтезе всех азотсодержащих небелковых соединений (нуклеотиды, гем, креатин, холин и др);

• Выполняют регуляторную функцию (гли, глу - нейромедиаторы);

• служат источником энергии для синтеза АТФ.