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 № 24 (для преподавателей)

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

Курс: 2

Семестр: 4

1. ТЕМА ЗАНЯТИЯ: Биохимия нервной системы и соединительной ткани

2. УЧЕБНАЯ ЦЕЛЬ ЗАНЯТИЯ: Ознакомить студентов с особенностями химического состава и обмена веществ в нервной и соединительной тканях в норме и при патологии, биохимической диагностикой их основных патологических состояний.

3. ЗАДАЧИ ЗАНЯТИЯ:

1. Дать представления:

• О химическом составе и обмене веществ в нервной ткани.

• Биохимических основах возникновения и проведения нервного импульса

• Обмене нейромедиаторов и механизмах синаптической передачи

• Биохимических причинах и механизмах возникновения патологических состояний в нервной ткани и их диагностике.

2. Изучить на занятии:

• Клеточный и химический состав соединительной ткани, особенности её организации и функционирования.

• Строение и обмен коллагена, эластина, фибронектина, протеогликанов, в норме в возрастном аспекте и при патологии (при заживлении ран, коллагенозах, недостаточности витамина С и др.)

• Роль биохимических маркеров в диагностике дегенеративных процессов в соединительной ткани.

4. ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ЗАНЯТИЯ: 3 акад. часа.

5. МЕСТО ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ: учебная комната

6. ОСНАЩЕНИЕ ЗАНЯТИЯ

6.1. Иллюстративный материал (стенды, таблицы): 1) Синтез коллагена. 2) Состав дисахаридных звеньев гликозаминогликанов. 3) Строение протеогликана.

6.2. Химпосуда, автодозаторы, штативы для пробирок

6.3. Водяная баня, фотоколориметр с набором кювет.

6.4. Биообразцы для определения сиаловых кислот, проведения качественных реакций (раствор желатина, и яичного белка).

6.5. Набор реактивов для определения сиаловых кислот по методу Свеннерхольма.

6.6. Набор реактивов для качественных реакций на белок и аминокислоты (биуретовый, нингидриновый, нитропруссид, концентрированная азотная кислота, раствор щелочи).

6.7. Микрокалькулятор (приносят сами студенты).

7. ПЛАН ПРОВЕДЕНИЯ ЗАНЯТИЯ И БЮДЖЕТ УЧЕБНОГО ВРЕМЕНИ

7.1. Организационные вопросы – 5 мин.

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

7.3. Рассмотрение теоретических вопросов темы – 40 мин.

7.4. Перерыв – 10 мин.

7.3. Рассмотрение теоретических вопросов темы – 40 мин.

7.5. Самостоятельное выполнение студентами лабораторной работы и составление отчета – 45 мин.

7.6. Подведение итогов занятия – 5 мин.

8. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ПРОВЕДЕНИЮ ЗАНЯТИЯ.

Контрольные вопросы по теме занятия

8.1. Классификация нервной ткани по функциям и клеточному составу.

8.2. Нейрон – как основная морфо-функциональная единица нервной системы: особенности структуры, состава органелл, функции.

8.3. Нейрональная теория функционирования высшей нервной системы.

8.4. Особенности химического состава белого и серого вещества головной мозга: органические (азотистые и безазотистые) и неорганические компоненты.

8.5. Особенности химического структуры и состава нейронов, синапсов, нервных волокон.

8.6. Энергетический обмен в нервной ткани, значение аэробного распада глюкозы.

8.7. Особенности обмена углеводов в головном мозге.

8.8. Особенности обмена липидов в головном мозге.

8.9. Особенности обмена нуклеиновых кислот и нуклеотидов в головном мозге.

8.10. Особенности обмена белков и аминокислот в головном мозге.

8.11. Виды синапсов и рецепторов.

8.12. Обмен нейромедиаторов (ацетилхолина, катехоламинов, серотонина, ГАМК, глутаминовой аминокислоты, глицина, гистамина)

8.13. Биохимические основы нервной деятельности.

8.14. Механизмы передачи нервного импульса через синапсы.

8.15. Основные ингибиторы механизмов передачи нервного импульса в различных видах синапсов.

8.16. Физиологически активные пептиды головного мозга, химические основы эмоций, памяти, боли, сна.

8.17. Биохимические причины и механизмы развития патологических состояний нервной системы.

8.18. Биохимические показатели крови, мочи, спинномозговой жидкости, отражающие функциональное состояния нервной ткани

8.19. Какие виды тканей относятся к соединительной? В чем их сходство и отличие?

8.20. В чем заключается особенность соединительной ткани на клеточном и молекулярном уровне?

8.21. Охарактеризуйте важнейшие биохимические функции клеток соединительной ткани (макрофаги, фибробласты, ходроциты, тучные, хроматофоры, жировые).

8.22. Белки соединительной ткани (коллаген, эластин, фибронектин) их физико-химических свойствах, строение и функции.

8.23. Этапы синтеза коллагена, роль ферментов, коферментов, витамина С, ионов меди.

8.24. Гиповитаминоз витамина С: причины возникновения, механизмы развития, клинические проявления, профилактика

8.25. В чем заключается роль фибробластов в восстановлении структуры коллагена? Каковы особенности восстановления белков соединительной ткани после травматизации?

8.26. Общая характеристика состава и строения межклеточного вещества соединительной ткани.

8.27. ГАГ: структура, физико-химические свойства, функции. Возрастные особенности.

8.28. Протеогликаны: структура, состав, физико-химические свойства, функции. Ферменты, участвующие в их распаде. Возрастные особенности.

8.29. Какие гормоны и витамины необходимы для нормального воспроизводства межклеточного вещества соединительной ткани?

8.30. Роль витамина А и С в образовании и функционировании соединительной ткани.

8.31. Биохимические показатели крови и мочи отражающие состояние соединительной ткани.

8.32. Коллагенозы: понятия, причины, последствия. Биохимическая диагностика.

8.33. Какая существует связь между состоянием биохимических процессов в соединительной ткани и атеросклерозом?

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ПО ТЕМЕ ЗАНЯТИЯ

Нервная система: определение понятия

Функции нервной системы:

1. Воспринимает информацию из внешней и внутренней среды;

2. Перерабатывает полученную информацию;

3. Хранит полученную информацию;

4. Генерирует сигналы, обеспечивающие ответные реакции, адекватные действующим раздражителям;

Благодаря этому, нервная система координирует взаимодействие организма с внешней средой, координирует функции различных органов и тканей и осуществляет интеграцию частей организма в единое целое, является центральным органом поддержания гомеостаза.

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ

Анатомически нервную систему условно подразделяют на:

1. центральную нервную систему (ЦНС), которая включает головной и спинной мозг;

2. периферическую нервную систему (ПНС), к которой относят периферические нервные узлы, нервы и нервные окончания.

Физиологически, в зависимости от характера иннервации органов и тканей, нервную систему разделяют на:

1. соматическую (анимальную) нервную систему, которая регулирует преимущественно функции произвольного движения.

2. автономную (вегетативную) нервную систему, которая регулирует деятельность внутренних органов, сосудов и желез. Она осуществляет адаптационно-трофическую функцию.

а). симпатическая нервная система (СНС);

б). парасимпатическая нервная система (ПСНС).

СНС и ПСНС различаются по локализации центров в мозге и периферических узлов, а также характером влияния на внутренние органы.

КЛАССИФИКАЦИЯ НЕРВНОЙ ТКАНИ

Функциональной тканью нервной системы является нервная.

Нервная ткань – это высокоспециализированная ткань, обладающая возбудимостью и проводимостью, она состоит из нейронов и нейроглии (макро- и микроглия).

По клеточному составу нервную ткань делят на серое и белое вещество;

Серое вещество образовано скоплением нейронов, тонких немиелинизированных нервных волокон и нейроглии (астроциты, олигодендроциты), которое в ЦНС называется ядром, а в ПНС – ганглием (узлом).

Белое вещество представлено совокупностью аксонов, покрытых миелиновой оболочкой и глиальных клеток (астроцитов). Такие пучки нервных волокон в ЦНС носят название трактов, в ПНС они образуют нервы. Для каждого тракта, характерно преобладание волокон, образованных однотипными нейронами.

КЛЕТКИ НЕРВНОЙ ТКАНИ

Нейрон

Нейрон - это функциональная единица нервной системы, он состоит из тела (сомы), многочисленных ветвящихся коротких отростков – дендритов и одного длинного отростка – аксона, длина которого может достигать несколько десятков сантиметров. Аксоны и дендриты оканчиваются синаптическими образованиями. Дендриты, проводят нервный импульс по направлению к телу клетки, а аксон, проводит его от сомы. Таким образом, дендриты и аксоны отвечают соответственно за получение и передачу сигнала. Тело нейрона является трофическим центром, нарушение целостности которого ведет клетку к гибели.

Тело нейрона окружено плазматической мембраной – плазмалеммой. Плазмалемма выполняет структурную функцию, служит барьером для поддержания внутриклеточного состава (клеточные органеллы, везикулы нейромедиаторов, метаболиты), играет активную (ионные насосы, ферменты) и пассивную (ионные каналы, высвобождение нейромедиатора) роли в создании мембранного потенциала, транспорте веществ через мембрану и передаче нервного импульса.

Внутри нейрон заполнен нейроплазмой (цитоплазмой). Объем нейроплазмы аксона и дендритов, может в несколько раз превышать объем нейроплазмы в теле нейрона. Нейроплазма содержит все основные органеллы клетки.

В теле нейрона и проксимальных отрезках дендритов под плазмалеммой находится так называемая подповерхностная мембранная структура. Это - цистерны, которые расположены параллельно поверхности плазмалеммы и отделены от нее очень узкой светлой зоной. Предполагают, что цистерны играют важную роль в метаболизме нейрона.

ЭПС нейрона хорошо развита. Мембраны ЭПС связаны с плазмалеммой и оболочкой ядра нейрона.

В комплексе Гольджи сосредоточены главным образом липидные компоненты клетки. Митохондрии нейронов содержат меньше ферментов, участвующих в процессах окисления ЖК и АК, чем митохондрии других тканей. Лизосомы в нейроне обнаруживаются постоянно.

В нейроплазме содержатся специальные органоиды – нейрофибриллы и вещество Ниссля (тигроид). Тигроид представляет собой глыбки базофильного вещества, состоящего из РНК и белков, располагающиеся вокруг ядра и заходящие в основания дендритов. Нейрофибриллы – тонкие нити, расположенные в разных направлениях и формирующие густую сеть; они состоят из очень тонких (70 – 200 А) протофибрилл. Нейрофибриллы служат поддерживающим остовом нейрона.

Аксоплазматический транспорт

Нейроплазма нейрона находится в постоянном движении. Это движение называемое аксональным транспортом, оно осуществляет связь между телом нейрона и нервным окончанием.

Транспорт нейроплазмы идет с затратой АТФ с помощью микротрубочек, состоящих из тубулина. Ассоциацию тубулина в микротрубочки контролируют белки МАР, ТАР, ГТФ, Са²⁺, кальмодулин, процессы фосфорилирования/дефосфорилирования и т.д. Сборку микротрубочек и аксональный транспорт ингибирует колхицин.

Различают анте- и ретроградный аксональный транспорт, в первом случает компоненты двигаются от тела нейрона к синапсу, во втором - обратно. Существует медленный аксональный поток (0,2–1,0 мм/сут), промежуточный ( 2-50 мм/сут) и быстрый (200-400 мм/сут). Каждый вид молекул переносится с характерной для него скоростью. Тубулин, субъединицы нейрофиламентов, актин и миозин транспортируются медленно; митохондрии с промежуточной скоростью; мембранные белки, гликопротеины, гликолипиды, ферменты синтеза медиатора и медиаторы – быстро. ДНК, РНК и ганглиозиды не транспортируются.

Ретроградный транспорт удаляет продукты деградации синапсов, переносит ферменты, а также субстраты, поглощенные преситаптической мембраной, например фактор роста нервов, токсин столбняка и нейротропные вирусы.