Практическое занятие № 15

Тема: « Митохондриальное окисление (дыхательная цепь) - основной способ утилизации кислорода в организме. Токсичность кислорода»

(семинар)

Мотивация: Получение знаний об окислительных системах, не связанных с депонированием энергии, которые, тем не менее, являются неотъемлемой частью метаболизма. Реакции биоокисления в организме сопровождаются образованием токсичных для организма активных форм кислорода (АФК), провоцирующих цепные реакции свободно-радикального окисления биомолекул в клетке и мембранодеструкцию. Освоение вопросов темы позволит оценить эффективность действия компонентов антиоксидантной защиты (ферментов, витаминов, микроэлементов).

Цель обучения, воспитания и развития: Закрепить представления о механизмах окислительных процессов в организме и их физиологическом значении

Задачи, обучения, воспитания и развития: студент должен

1. Уметь писать формулы: свободных радикалов

2. Знать химизм реакций, катализируемых каталазой, супероксиддисмутазой, глутатионпероксидазой.

3. Знать и уметь объяснять значения терминов: АФК (активные формы кислорода), свободно-радикальное окисление (СРО), ПОЛ (перекисное окисление липидов), АОЗ (антиоксидантная защита), пероксидаза, каталаза, супероксиддисмутаза, мембрано­деструк­ция, антиоксиданты, прооксиданты.

Этапы проведения занятия:

1. Вводная часть

2. Основная часть занятия: семинар

(общие и индивидуальные задания для СДС с элементами кейс-стади)

3. Заключительная часть занятия

Теоретические вопросы

1. Активные формы кислорода. Источники их образования и роль в метаболических процессах. «Дыхательный взрыв» в макрофагах и нейтрофилах; вклад в механизмы антибактериальной защиты; значение миелопероксидазы.

2. Роль перекисного окисления липидов как фактора, инициирующего обновление гидрофобных структур клетки. Опасные эффекты избыточности АФК.

3. Краткая характеристика ферментативных (каталаза, пероксидаза, супероксиддисмутаза) и неферментативных звеньев антиоксидантной защиты. Использование в стоматологии витаминов А, С и Е в качестве антиоксидантов.

Ориентировочная основа деятельности студентов для проведения лабораторной работы:

Работа №1. Качественная реакция на каталазу.

Принцип метода. Каталаза (КФ 1.11.1.6.) катализирует расщепление перекиси водорода, образующейся при тканевом дыхании, и тем самым препятствует накоплению Н₂О₂ в токсических для организма количествах. Перекись водорода расщепляется каталазой на воду и молекулярный кислород. Каталаза является ферментом, простетическая группа ее идентична окисленному гему. В крови каталаза содержится почти исключительно в строме эритроцитов.

Обнаружение каталазы в «крови» (в экстракте печени цыпленка).

Порядок выполнения работы: В два пенициллиновых флакона берут по 1 мл воды, добавляют по 2 капли «крови» (экстракт печени цыпленка). Одну пробу кипятят 2-3 минуты для инактивации фермента. После охлаждения в каждый флакон добавляют по 5-10 капель 3% Н₂О_2, наблюдают за выделением пузырьков О2. В пробе после кипячения выделения пузырьков не происходит. В выводах написать уравнение реакции, катализируемое каталазой; указать причины инактивации фермента.

Обнаружение каталазы в слюне.

Каталаза слюны катализирует распад перекиси водорода с образованием кислорода и воды. На этом свойстве основано обнаружение фермента в биохимических объектах.

В два пенициллиновых флакона берут по 1 мл воды, добавляют по 1 мл слюны. Одну пробу кипятят 2-3 минуты для инактивации фермента. После охлаждения в каждый флакон добавляют по 5-10 капель 3% Н₂О_2, встряхивают и наблюдают за выделением пузырьков кислорода. В пробе после кипячения выделения пузырьков не происходит.

Клинико-диагностическое значение:

1. Активность фермента крови выражают каталазным числом (количество мг Н₂О_2, которое разлагается 1 мкл исследуемой крови). В норме каталазное число составляет 10 – 15 единиц. Определение активности каталазы имеет значение для диагностики рака, анемии, туберкулеза. При этих заболеваниях активность фермента снижается.

2. 3% раствор Н₂О₂ применяют в качестве дезинфицирующего и дезодорирующего средства для промываний и полосканий при воспалительных заболеваний слизистых оболочек (стоматиты, ангина), обработки ран и т.п.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ В НЕУЧЕБНОЕ ВРЕМЯ