Занятие 34 тема: Биохимия нервной системы.

Цель занятия: изучить особенности метаболизма нервной ткани, биохимическую основу ее функционирования в норме и при различных патологических состояниях. Научиться определять активность холинэстеразы сыворотки крови.

Исходный уровень знаний и умений:

1. Особенности строения и функции нейрона и нейроглии

2. Строение и функции синапса

3. Метаболизм глюкозы, липидов и аминокислот

4. Метаболизм этанола и гидрофобных ксенобиотиков

5. Низкоэнергетические состояния, причины и механизм развития

6. Строение, локализация и функции ионных АТФ-аз (Na/K, Са и др.)

7. Биофизические механизмы возникновения и проведения потенциалов

Структура занятия:

1. Теоретическая часть.

   1. Общая характеристика метаболизма и химического состава мозга.

   2. Особенности метаболизма в мозге:

      1. углеводов (гликолиз, пентозный цикл, ЦТК), роль инсулина в метаболизме мозга.

      2. макроэргов (АТФ и креатинфосфата)

      3. белков, их состав, специфические белки нервной ткани S-100, белки миэлина, тубулин, факторы роста нервов и др. Олиго- и полипептиды нервной ткани - ансерин, карнозин, гомокарнозин, либерины, статины, вещество P, кальцийнейрин и др., их функции. Энкефалины, эндорфины, их природа, механизм действия и физиологическая роль.

      4. аминокислот, роль дикарбоновых аминокислот - глу и асп в метаболизме мозга (цикл Робертса, цикл пуриновых нуклеотидов - реакции, ферменты, субстраты, физиологическая роль)

      5. нуклеиновых кислот

      6. липидов - липиды миэлина, особенности биосинтеза и роль холестерина.

   3. Основные функции нейронов:

      1. Электрогенез (механизм электрогенеза).

      2. Метаболизм (синтез и распад) медиаторов, типы медиаторов. Краткая характеристика (синтез, биохимические и физиологические эффекты, распад) - ацетилхолин, катехоламины, серотонин, дофамин, ГАМК, ГОМК, аминокислоты, гистамин. Состояние медиаторного обмена в норме и при некоторых патологических состояниях (паркинсонизм, шизофрения, маниакальные состояния, депрессии и др.)

         1. Строение синапса, механизмы синаптической и аксональной передачи. Понятие об аксональном транспорте и его физиологической роли.

      3. Биохимические механизмы памяти.

   4. Особенности метаболизма мозга при гипоксии.

   5. Биохимические механизмы действия на мозг алкоголя, наркотиков (опиоиды, кокаин, ЛСД-25 и др.) и гидрофобных токсических соединений. Биохимические механизмы развития алкоголизма, наркоманий и токсикоманий.

   6. Понятие о гематоэнцефалическом барьере.

2. Практическая часть - выполнение лабораторных работ:

   1. Ингибирование активности холинэстеразы сыворотки крови прозерином.

3. Решение задач и проведение контроля конечного уровня

Литература основная:

1. Материал лекций.

2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия, М., Медицина, 1990, стр. 488-503, М., Медицина, 1998, стр. 625-644.

3. Уайт А. и др., Основы биохимии, М., Мир, 1981, том 3, стр. 1425-1465.

дополнительная:

4. Ашмарин И.П. и др., Элементы патологической физиологии и биохимии, М., МГУ, 1992.

5. Албертс Б. и др., Молекулярная биология клетки, М., Мир, 1994, том 3, стр. 287-381.

ЗАДАЧИ:

1. Основным источником аммиака в ткани мозга является реакция (напишите реакции):

а) дезаминирования асп	д) дезаминирования АМФ
б) дезаминирования глу	е) дезаминирования АТФ
в) дезамидирования асн	ж) трансаминирования
г) дезамидирования глн	з) распада нуклеиновых кислот

2. В каких случаях увеличивается активность холинэстеразы в сыворотке крови?

а) нефротический синдром	е) отравление фосфорорганическими веществами
б) инфекционный гепатит
в) бронхиальная астма	ж) травма мозга
г) миома матки	з) отек мозга
д) инфаркт миокарда	и) гипертоническая болезнь

3. Активность холинэстеразы сыворотки крови понижается при:

а) инфаркте миокарда

б) отравлении фосфорорганическими инсектицидами

в) отравлении боевыми фосфорорганическими веществам

г) панкреатите

д) язвенной болезни желудка

е) вирусном гепатите

ж) токсическом гепатите

з) отравлении миорелаксантами

и) гемолитической анемии

4. Развитие печеночной комы при тяжелом вирусном гепатите связано главным образом с:

а) нарушением синтеза альбумина	д) увеличением содержание в крови билирубина
б) дисглобулинемией
в) увеличением содержание в крови аммиака	е) повышением осмолярности крови
г) снижением содержание в крови глюкозы	ж) кетоацидозом

5. Какие из указанных реакций обезвреживания аммиака характерны для ткани мозга (напишите реакции):

а) восстановительное аминирование -кетоглутарата	г) аминирование ИМФ
	д) дезаминирование АМФ
б) амидирование глу	е) амидирование белков
в) амидирование асп	ж) орнитиновый цикл

6. Какие из указанных ферментов участвуют в реакциях инактивации биогенных аминов:

а) холинэстераза	д) цитохром Р450
б) моноаминооксидаза	е) катехол-o-метилтрансфераза
в) оксидазы D-аминокислот	ж) глютатионпероксидаза
г) оксидазы L-аминокислот	з) супероксиддисмутаза

7. Наркотическое действие алкоголя связано с:

а) ингибированием Са каналов

б) гиперпродукцией NADH

в) торможением первого комплекса дыхательной цепи

г) торможением третьего комплекса дыхательной цепи

д) ингибированием сукцинатдегидрогеназы

е) продукцией эндогенных медиаторов торможения

ж) дефицитом эндогенных медиаторов торможения

з) ингибированием цитохромоксидазы

и) активацией сукцинатдегидрогеназы

8. Наркотическое действие гидрофобных веществ связано с:

а) ингибированием Са каналов

б) гиперпродукцией NADH

в) торможением первого комплекса дыхательной цепи

г) торможением третьего комплекса дыхательной цепи

д) ингибированием сукцинатдегидрогеназы

е) продукцией эндогенных медиаторов торможения

ж) дефицитом эндогенных медиаторов торможения

з) ингибированием цитохромоксидазы

и) активацией сукцинатдегидрогеназы

9. Тормозным медиатором нейронов спинного мозга и ствола мозга является:

а) ГАМК	в) глу	д) гли	ж) гистамин	И) серотонин
б) ГОМК	г) глн	е) таурин	з) эндорфины	к) белок В-100

10. Главным тормозным медиатором нейронов головного мозга является:

а) ГАМК	в) глу	д) гли	ж) гистамин	и) серотонин
б) ГОМК	г) глн	е) таурин	з) эндорфины	к) белок В-100

11. Антагонистом серотониновых рецепторов мозга является:

а) ЛСД-25	в) кокаин	д) резерпин	ж) стрихнин
б) алкоголь	г) теофиллин	е) новокаин	з) аммиак

12. Антагонистом рецепторов норадреналина в мозге является:

а) ЛСД-25	в) кокаин	д) резерпин	ж) стрихнин
б) алкоголь	г) теофиллин	е) новокаин	з) аммиак

13. В везикулах пресинаптических адренэргических нервных окончаний находятся:

а) связанный норадреналин	д) хромогранин
б) серотонин	е) дофамингидроксилаза
в) АТФ	ж) ГАМК
г) свободный норадреналин	з) моноаминооксидаза

14. Антагонистом глициновых рецепторов спинного мозга является:

а) ЛСД-25	в) кокаин	д) резерпин	ж) стрихнин
б) алкоголь	г) теофиллин	е) новокаин	з) аммиак

15. Для паркинсонизма характерно:

а) увеличение содержания в мозге дофамина

б) резкое снижение содержания в мозге дофамина

в) резкое снижение содержания в мозге норадреналина

г) резкое увеличение содержания в мозге норадреналина

д) ингибирование сукцинатдегидрогеназы

е) увеличение содержания в мозге серотонина

16. Тормозное действие медиатора ГАМК связано с:

а) ингибированием Са каналов

б) гиперпродукцией NADH

в) торможением первого комплекса дыхательной цепи

г) торможением третьего комплекса дыхательной цепи

д) ингибированием сукцинатдегидрогеназы

е) продукцией эндогенных медиаторов торможения

ж) гиперполяризацией постсинаптической мембраны

з) ингибированием цитохромоксидазы

и) увеличением проводимости для ионов Сl^-

Практическая часть:

Лабораторная работа №1: Ингибирование активности холинэстеразы сыворотки крови прозерином.

КЛИНИКО-ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. В организме человека существует два типа холинэстераз:

а) ацетилхолинэстераза (АХЭ), которая встречается преимущественно в мозге, эритроцитах, мышцах, нервах: это высокоспецифический фермент, катализирующий гидролитическое расщепление ацетилхолина на холин и уксусную кислоту,

б) холинэстераза (ХЭ) содержится в основном в печени, поджелудочной железе и плазме крови. ХЭ обладает более широкой субстратной специфичностью, т. е. расщепляет ацетилхолин и другие эфиры холина.

Определение активности АХЭ сыворотки и тканей имеет большое клинико-диагностическое значение.

Сывороточная ХЭ представляет собой высокомолекулярный гликопротеид, связанный в крови с альбумином. Функция этого фермента выяснена недостаточно. Предполагают, что ХЭ плазмы крови выполняет защитную функцию предотвращая накопление и распространение ацетилхолина по тканям, при попадании его в кровяное русло.

В норме активность ХЭ сыворотки крови колеблется в широких пределах: 160-340 мкмоль/мл.час. При патологических состояниях ее активность чаще всего снижается. Значительное снижение активности ХЭ сыворотки крови отмечается при заболеваниях печени, гипотиреозе, суставном ревматизме, инфаркте миокарда, ожогах, а также отравлениях различными фосфорорганическими соединениями.

Угнетение активности ХЭ в сыворотке крови наблюдается значительно раньше проявления других симптомов интоксикации.

ПРИНЦИП МЕТОДА: основан на том, что при гидролизе ацетилхолина холинэстеразой происходит подкисление среды за счет накопления уксусной кислоты:

холинэстераза

СН₃-СO-О-СН₂-СН₂-N(СН₃)₃ + H₂O

НО-СН₂-СН₂-N(СН₃)₃+ СН₃-СОO^- + Н⁺

которое можно зафиксировать по изменению окраски в присутствии индикатора - бромтимолового синего. В нейтральной среде этот индикатор - сине-зеленый а в кислой - он имеет красную окраску, В присутствии антихолинэстеразного препарата - прозерина, а также инсектицидов или других фосфорорганических соединений, которые ингибирует активность холинэстеразы, расщепления ацетилхолина не происходит и индикатор не меняет своей окраски.

ХОД РАБОТЫ: В две пробирки вносят по 0.2 мл 0.1% раствора бромтимолового синего и по 0.2 мл 0.1% раствора ацетилхолина (предварительно нейтрализованного NaOH). В одну из пробирок (контрольную) добавляют 3 капли 0.05% раствора прозерина.

В каждую пробирку вносят по 0.02 мл крови, содержимое пробирок перемешивают и ставят в термостат при температуре 38°С на 15-20 мин. По истечении этого времени наблюдают изменение окраски в опытной пробе и сохранении исходной окраски в контрольной.

ВЫВОД:

ЗАНЯТИЕ 35 ТЕМА: Биохимия соединительной ткани.

Цель занятия: изучить особенности метаболизма соединительной ткани, биохимическую основу ее функционирования в норме и при различных патологических состояниях.

Исходный уровень знаний:

1. Строение соединительной ткани

2. Классификация видов соединительной ткани

3. Структурная организация белковой молекулы

4. Биосинтез и процессинг белка

5. Химическая модификация молекулы белка (реакции гидроксилирования и др.)

6. Строение, свойства и метаболизм ГАГ

Структура занятия: