Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73 icon

Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73





Скачать 304.68 Kb.
Название Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73
Дата 13.02.2013
Размер 304.68 Kb.
Тип Учебное пособие
Министерство здравоохранения РФ

Ставропольская государственная медицинская академия

Кафедра биологической химии





Лабораторно – практические занятия

по биологической химии

«ОБМЕН И ФУНКЦИИ БЕЛКОВ И АМИНОКИСЛОТ»


Учебное пособие





Ставрополь 2005


УДК 577. 1 (075.8)

БКК 28.072 Я 73

Б63


Н.Я. Марушевская, Н.П. Гузеева, А.С. Смирнова, И.Л. Литвиненко,

С.Ш. Рогова, Г.М. Кремнева, Л.В. Романова.


Лабораторно-практические занятия по биологической химии. Учебное пособие – Ставрополь, Изд.: СГМА.,2005, С. 174


Под общей редакцией профессора ^ В.И. Ефременко.

Предлагаемое учебное пособие предназначено для студентов педиатрического и стоматологического факультетов медицинских вузов. Материалы пособия соответствуют программе по биологической химии для студентов медицинских вузов. (Москва, ГОУ ВУНМЦ, 2000г). В учебном пособии кратко представлены теоретические положения основных разделов биологической химии, задания студентам к лабораторным занятиям, вопросы контроля и самоконтроля знаний, а также некоторые методики определения биохимических компонентов крови и других биологических жидкостей и тканей.

В представленном учебном пособии рассматриваются на современном уровне молекулярные основы функционирования клеток, органов и организме в целом, что совершенно необходимо при изучении клинических дисциплин и при профессиональной врачебной деятельности.

УДК 577. 1 (075.8)

БКК 28.072 Я 73
Б63


Рецензенты: к.х.н., доцент В.И.Гончаров – зав. каф. бионеорганической и биоорганической химии.


Занятие1. Обмен и функции аминокислот.

Лабораторная работа:

Определить свободный аминный азот в сыворотке крови нингидриновым методом (методика прилагается).

^ Актуальность темы.

Каждый врач должен знать, что белки являются важнейшей составной частью клеток любого живого организма. Белкам принадлежит решающая роль во всех процессах жизнедеятельности. Белки составляют значительную часть тканей живого организма. В связи с этим надо знать, что определяет биологическую ценность белков, заменимые и незаменимые аминокислоты, их использование в организме после всасывания, нормы белка в питании, виды и значение азотистого баланса; как в организме осуществляются процессы декарбоксилирования, трансаминирования, дезаминирования аминокислот и их биологическое значение. В связи с этим определение свободного аминного азота в сыворотке крови имеет большое клиническое значение.

Учебные и воспитательные цели:

  1. Общая цель занятия: выработать умения использовать знания об обмене аминокислот в практической медицине.

2. Частные цели занятия:

  • сформировать умения по определению свободного аминного азота в сыворотке крови нингидриновым методом (методика прилагается).

Вопросы для самоконтроля:

  1. Биологическая ценность белков. Незаменимые аминокислоты.

  2. Нормы белка в питании у детей. Азотистый баланс, его виды, значение.

  3. Переваривание и всасывание белков в ЖКТ. Гниение белков в кишечнике.

  4. Пути использования аминокислот в организме после всасывания.

  5. Декарбоксилирование и дезаминирование аминокислот.

  6. Трансаминирование, биологическое значение. Диагностическое значение определения активности трансаминаз.

  7. Определение свободного аминного азота в сыворотке крови нингидриновым методом, значение для клинической практики.

^ Аннотация по теме занятия.

Белки – высокомолекулярные азотсодержащие соединения, состоящие из аминокислот, связанных пептидными связями, - являются носителями жизни. Роль белков: транспортная, защитная, каталитическая, структурная, сократительная, регуляторная, рецепторная, энергетическая.

Состояние белкового обмена организма зависит не только от количества принимаемого белка, но и от его качественного состава. Те белки, которые по аминокислотному составу близки к аминокислотному составу организма, лучше подвергаются гидролизу в желудочно – кишечном тракте (ЖКТ), т.е. степень их усвоения большая. Эти белки являются биологически более ценными. Они содержат более полный ассортимент незаменимых аминокислот. К таким белкам относятся белки животного происхождения: мясо, рыба, молоко и т.д.

В организме могут синтезироваться только некоторые аминокислоты, а те которые не синтезируются, называются незаменимыми. Для детей до 3-месячного возраста их 10: лейцин, изолейцин, лизин, треонин, триптофан, фенилаланин, гистидин, цистин, аргинин и валин. У взрослого организма 8 аминокислот являются незаменимыми (аргинин и гистидин – условно незаменимые).

Основная масса азота в пище приходится на белки. При обмене белка, содержащийся в нем азот выделяется из организма в виде азотистых веществ. Для изучения и понимания хода и состояния обмена белков большое значение имеет определение азотистого баланса – это разница между количеством поступившего в организм азота и выведенного в виде конечных азотистых продуктов.

^ Виды азотистого баланса:

  1. «положительный» – если азота выведено меньше, чем введено, т.е. азот задерживается в организме (в норме это имеет место у беременных, в растущем организме). При этом происходит накопление белков в тех или иных органах и тканях.

  2. «нулевой» – азотистое равновесие.

  3. «отрицательный» – если азота выведено больше, чем введено. Это значит, что в организме идет распад белков органов и тканей, который не компенсируется белками пищи. Он наблюдается при заболеваниях, связанных с усиленным распадом белков тканей, в старческом возрасте.

^ Коэффициент изнашивания – это результат ежесуточного распада тканевого белка, который равняется 23,2 г. Определен он был на добровольцах, у которых на 8-10 день безбелковой диеты начинает выделяться постоянное количество азота (53 мг в сутки на 1 кг массы тела).

Определив физиологический минимум белка, равный 30-45 г в сутки, при котором в организме устанавливается азотистое равновесие, ученые научно обосновали и рекомендовали суточную потребность белка, равную 100-120 г, однако она зависит от многих факторов: возраста, вида выполняемой работы, физиологических и патологических состояний и т.д. Потребность в белке у детей: 1-3 года – 4,0 г/кг массы, 11-13 лет – 2,5 г/кг массы, 14-17 лет – 1,8 г/кг массы.

Переваривание белков в ЖКТ следует рассматривать как начальный этап обмена веществ, при котором белки лишаются видовой специфичности и в виде аминокислот усваиваются организмом. Ферменты ЖКТ осуществляют поэтапное расщепление пептидных связей белковой молекулы.

Б
(смеси полипептидов)
елок альбумозы

Пептоны




Трипсин, химотрипсин


Полипептиды




Пептиды пептидазы аминокислоты




Эндопептидазы: пепсин, реннин (у детей), гастриксин, трипсин, химотрипсин, эластаза – синтезируются в неактивной форме. Механизм активирования связан с отщеплением концевого пептида, приводящее к формированию трехмерной структуры и образованию активного центра ферментов. Трипсин разрывает пептидные связи, образованные основными аминокислотами: лизином и аргинином, пепсин – между циклическими аминокислотами, реннин – створаживает молоко.

Экзопептидазы:

Карбоксипептидазы синтезируются в виде предшественников в поджелудочной железе, содержат Zn, разрывают пептидные связи, образованные концевыми ароматическими аминокислотами. Под влиянием протеолитических ферментов образуются аминокислоты, которые всасываются в кишечнике, либо диффузно, либо путем активного транспорта.

Гниение белков в кишечнике: под влиянием микрофлоры нижнего отдела кишечника некоторые аминокислоты могут подвергаться превращениям до аминов, жирных кислот, спиртов, фенолов, сероводорода и др.

Общее направление этих реакций:

  1. При декарбоксилировании аминокислот возможно образование соответствующих нередко ядовитых аминов.

  2. При дезаминировании возникают насыщенные и ненасыщенные кислоты, кетокислоты, оксикислоты.

Путресцин образуется при декарбоксилировании орнитина, а кадаверин – из лизина. Они относятся к группе трупных ядов. Выводятся из организма через почки с мочой почти в неизменном виде. Выделение путресцина и кадаверина с мочой наблюдается при холере, дизентерии и т.д.

Фенол и крезол образуются из тирозина. После всасывания они обезвреживаются в печени. Происходит это либо за счет связывания с Н2SО4, либо с глюкуроновой кислотой. В результате образуются парные серные-, или фенол- или крезолглюкуроновые кислоты. Они называются еще эфиро-серными кислотами и являются постоянными составными частями мочи. Серная кислота присоединяется в виде активной формы, формируя фосфоаденозинфосфосульфат (ФАФС), глюкуроновая кислота – уридиндифосфата глюкуроновой кислоты (УДФГК).

Индол и скатол образуется при декарбоксилировании из триптофана. Они обуславливают специфический запах кала, являются ядовитыми веществами и обезвреживаются в печени.

Пути использования аминокислот после всасывания:

  1. Синтез специфических белков тканей, плазмы крови, ферментов, гормонов.

  2. Синтез углеводов (глюконеогенез).

  3. Синтез липидов.

  4. Синтез гистамина, серотонина, креатина, порфиринов, холина, адреналина, пуриновых, пиримидиновых нуклеотидов.

  5. Синтез мочевины.

  6. Оставшиеся неиспользованные аминокислоты подвергаются распаду с выделением энергии (10-15%).

Общие пути распада аминокислот:

  1. Дезаминирование.

  2. Декарбоксилирование.

  3. Трансаминирование.

  4. Взаимопревращение.

Декарбоксилирование – процесс отщепления группы СО2 при участии декарбоксилаз, небелковый компонент которых фосфопиридоксаль (ФП), фосфорное производное витамина В6. В результате образуются биогенные амины, обладающие мощной фармакологической активностью.

Серотонин обладает сосудосуживающим действием, участвует в регуляции артериального давления, температуры тела, дыхания, развития аллергии, токсикоза беременности.

Гистамин обладает сосудорасширяющим действием, вызывая расширение сосудов в очаге воспаления, ускоряет приток лейкоцитов (активация защитных сил организма), повышает секрецию соляной кислоты в желудке, в связи с чем показано использование антигистаминных препаратов (димедрол, пипольфен и др.). Гистамин считают медиатором боли.

СО2


C^ OOH-CH2-CH2-CH(NH2)-COOH COOH-CH2-CH2-CH2(NH2)

Глутаминовая кислота ГАМК


декарбоксилаза (ФП)

Декарбоксилаза (ФП)



Глутаминовая кислота оказывает тормозящее действие на деятельность ЦНС, что используется в клинике при лечении некоторых заболеваний ЦНС.

Накапливаться биогенные амины не могут, так как это может вызвать серьезные нарушения в организме, поэтому в печени биогенные амины обезвреживаются с образованием соответствующих альдегидов и образованием аммиака при участии ферментов моноамино- и диаминооксидаз (ФАД-содержащие ферменты). Ингибиторы МАО нашли применение при лечении шизофрении, гипертонической болезни.

Дезаминирование – процесс потери аминокислотой аминогруппы. В организме подвергается этому процессу только глутаминовая кислота, т.к. существует активный фермент глутаматдегидрогеназа (ГДГ), расщепляющий ее.

Остальные аминокислоты подвергаются непрямому дезаминированию.

1. Окислительное дезаминирование


(ГДГ)


2. Непрямое дезаминирование – это процесс дезаминирования путем трансаминирования. На первой стадии происходит трансаминирование с α-кетоглутаровой кислотой при участии трансаминаз с образованием глутаминовой кислоты, которая при участии активной ГДГ окислительно дезаминируется с образованием аммиака.



Трансаминирование – процесс переноса аминогруппы с α-аминокислоты на кетокислоту при участии ферментов трансаминаз, коферментом которых является фосфопиридоксаль (В6 ).





Реакция протекает в две стадии:



Реакцию трансаминирования катализируют высокоактивные аминотрансферазы: аланинаминотрансфераза (АЛТ) и аспартатаминотрансфераза (АСТ), которые обладают субстратной специфичностью.

В крови активность трансаминаз сравнительно низкая, а органы и ткани характеризуются высокой активностью этих ферментов. При заболеваниях, сопровождающихся деструкцией клеток, происходит выход ферментов в кровь и повышение их активности. Определение активности АЛТ и АСТ имеет большое диагностическое значение. При инфекционном гепатите повышается активность АЛТ, а при инфаркте миокарда резко повышается АСТ. Важно, что при гепатитах активность АЛТ возрастает еще в дожелтушный период развития болезни. Инфекционные и токсические миокардиты характеризуются повышением АСТ, это же самое наблюдается при операциях на сердце. Таким образом, определение активности трансаминаз имеет не только диагностическое, но и прогностическое значение, а также используется в дифференциальной диагностике, особенно болезней печени и сердца.

^ Контроль результатов усвоения исходного уровня знаний проводится путем ответов на вопросы тест- и программированного контроля, решения ситуационных задач, выполнения реферативных работ, затем проводится пост-тест путем опроса на контрольном занятии.

^ Методические указания студентам по выполнению программы самоподготовки:

  1. ознакомьтесь с целями практического занятия и самоподготовки;

  2. восстановите приобретенные на предыдущих курсах и ранее изученным темам знания;

  3. усвойте основные понятия и положения, касающиеся темы занятия;

  4. проанализируйте проделанную работу, сделайте расчеты и выводы.
^

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ АМИННОГО АЗОТА В

СЫВОРОТКЕ КРОВИ НИНГИДРИНОВЫМ МЕТОДОМ


ПРИНЦИП МЕТОДА:

Свободные α-аминокислоты образуют с нингидрином фиолетовое окрашивание, интенсивность которого прямо пропорциональна количеству свободных аминокислот.

^ ХОД РАБОТЫ:

В центрифужную пробирку отмеривают 1 мл сыворотки и 1 мл 1Н СН3СООН, хорошо перемешивают, закрывают пробкой и кипятят 20 мин в водяной бане. Центрифугируют 20 мин 1500 об/мин. 0,4 мл центрифугата помещают в мерные пробирки, затем прибавляют 4 мл фосфатного буфера (рН=6,8) и 0,5 мл 1% водного раствора нингидрина. Содержимое пробирки перемешивают и ставят в кипящую водяную баню. Окраска развивается в течение 40 мин, переходя от буровато-грязного цвета к лиловому и дальше к фиолетовому. Пробирки охлаждают и доводят объем дистил. водой до 7 мл. Колориметрируют при зеленом светофильтре в кювете шириной слоя 5 мл. Количество аминного азота находят по прилагаемой таблице. Норма составляет 2,96 ± 0,1 мг%.

Обязательная литература:

  1. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: «Высшая школа», 1998

  2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М.: «Медицина», 1990

  3. Кушманова О.Д., Ивченко Г.М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. М.: Медицина, 1983

Дополнительная литература:

  1. Уайт А. и др. Основы биохимии (в 3-х томах). М., 1981, «Мир».

  2. Страйер Л. Биохимия (в 3-х томах), 1984, «Мир».

  3. Ленинджер А. Основы биохимии (в 3-х томах), М., 1985, «Мир».

  4. Марри Р. и др. Биохимия человека (в 2-х томах), М., 1993, «Мир».

  5. Биохимия под ред. Северина Е.С., Николаева А.Я. – М.: ГЭОТАР-мед, 2001.



Занятие 2. Обмен и функции белков в детском организме.

Лабораторные работы:

  1. Определить количество мочевины в сыворотке крови.

  2. Определить количество креатинина в моче.

  3. Выделить креатин из мышечной ткани (методика прилагается).

Актуальность темы.

Врач должен знать, что в организме в ходе различных процессов может образовываться аммиак – очень токсичное соединение, особенно для нервных клеток. Поэтому в тканях существуют механизмы его обезвреживания. Основной путь обезвреживания аммиака – синтез мочевины. Необходимо знать биосинтез и роль креатина, креатин-фосфата, их показателей в норме и его значение для организма, т.к. изменение этих показателей наблюдается при различных патологических процессах. В связи с этим, проведение определения количества мочевины и креатина в сыворотке крови имеет большое клиническое значение. Изучение особенностей обмена некоторых аминокислот в организме также имеет большое значение в постановке диагноза заболевания, т.к. они принимают участие в различных обменных процессах в организме.

^ Учебные и воспитательные цели:

  1. Общая цель занятия: выработать умения использовать знания об обмене аминокислот в практической деятельности врача-педиатра.

  2. Частные цели занятия:

- сформировать умения по определению количества мочевины в сыворотке крови, креатинина в моче и качественного обнаружения креатина в мышечной ткани.

Вопросы для самоконтроля:

  1. Образование аммиака в организме и пути его обезвреживания.

  2. Биосинтез мочевины как основной механизм предотвращения накопления аммиака.

3. Синтез креатина, креатин-фосфата, значение этого синтеза для организма.

  1. Особенности в обмене отдельных аминокислот (глицин, метионин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты, триптофан, фенилаланин).

  2. Определить количество мочевины в сыворотке крови, количество креатинина в моче и креатина в мышечной ткани (методики прилагаются).

^ Аннотация по теме занятия.

Аммиак в организме образуется в результате дезаминирования аминокислот, адениловой кислоты, обезвреживания биогенных аминов. Это токсическое соединение, поэтому аммиак не накапливается, а вступает в реакцию с глутаминовой или аспарагиновой кислотами с образованием индифферентной транспортной формы – глутамина или аспарагина.

+NН3

Н^ ООС-(СН2)2-СН-СООН Н2NОС-(СН2)2-СН-СООН

NН2 АТФ NН2

-Н2О

глутаминовая кислота глутамин

+NН3

Н^ ООС-СН2-СН-СООН Н2NОС-СН2-СН-СООН

NН2 АТФ NН2

-Н2О

аспарагиновая кислота аспарагин


В почках глутамин под влиянием глутаминазы расщепляется с образованием аммиака, идущего на нейтрализацию кислых соединений с образованием аммонийных солей. Также источниками образования аммиака служат процессы:

  • дезаминирования биогенных аминов;

  • распад пиримидиновых оснований (урацил, тимин, цитозин);

  • дезаминирования аминокислот;

  • дезаминирования пуриновых оснований (гуанина и аденина).



Пути использования аммиака в организме:

  1. Синтез аминокислот из соответствующих кетокислот:

АТФ

^ СН3-С-СООН + NН3 СН3-СН-СООН

О NН2

ПВК аланин


  1. Синтез аммонийных солей в почках.

  2. Синтез пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов.

  3. Синтез мочевины – основной путь обезвреживания аммиака.

Еще в прошлом веке русские ученые М.В. Ненцкий и С.С. Салазкин показали, что в печени происходит образование мочевины из углекислого газа и аммиака.

Кребс и Гензеляйт установили, что синтез мочевины представляет собой циклический процесс, в котором каталитическую роль играет орнитин.

Кохен и Ратнер выяснили, что начальной реакцией этого цикла является синтез карбамоил-фосфата.




Отмечается, что у детей первых месяцев жизни функция печени развита недостаточно, что проявляется в том, что у ребенка количество аммиака по сравнению с взрослым человеком увеличено в 2-2,5 раза. У новорожденных – 20-30% общего азота падает на азот мочевины.

Мочевина – индифферентное для организма соединение. Главным местом ее образования в организме является печень, где есть ферменты мочевинообразования. В головном мозге имеются все ферменты синтеза мочевины, кроме карбамоилфосфатазы, поэтому в нем мочевина не образуется. Нарушение функции печени ведет к снижению мочевинообразования, при этом содержание мочевины в крови и выделение ее с мочой падает.

Конечным продуктом распада аминокислот в организме, наряду с мочевиной, является креатинин, который образуется в мышечной ткани из креатин-фосфата. Креатин и креатин-фосфат – важнейшие азотистые вещества мышц, участвующие в химических процессах, связанных с ресинтезом АТФ, являющегося участником мышечного сокращения.

Синтез креатина проходит также в почках и печени при участии трех аминокислот:




Эта реакция является одним из путей ресинтеза АТФ и протекает в работающей мышце. Креатинин удаляется в составе мочи. Содержание креатинина в моче зависит от развития мышечной массы. Т.о., следует подчеркнуть, что мочевина, креатинин, соли аммония являются конечными продуктами обмена аминокислот, а определение их в моче является диагностическим показателем. В норме мочевины за сутки у взрослого выделяется около 30 г., креатинина – 1,5-2,4 г., солей аммония – 0,5-1,2 г.

Количество креатинина в моче повышается при распаде белков, усиленной мышечной работе, акромегалии, гипотиреозе.

Креатин в норме у взрослого в моче не обнаруживается, а у детей в связи с повышенным обменом веществ может наблюдаться креатинурия.

Креатин в моче появляется при авитаминозе витаминов ''С'' и ''Е'', сахарном диабете, голодании, а также при всех заболеваниях, связанных с распадом мышечной ткани. Отдельные порции мочи отличаются по содержанию конечных продуктов, поэтому для исследования следует брать среднюю пробу из суточного количества мочи.

Важную роль в обменных процессах играют некоторые аминокислоты.

Глицин – участвует в реакциях обмена.

  1. В синтезе порфиринов, входящих в состав гемоглобина.

  2. В синтезе пуринов.

  3. В синтезе глютатиона.

  4. В синтезе креатина, холина, парных желчных кислот.

  5. В обезвреживании токсических соединений, путем связывания с бензойной и фенилуксусной кислотами, образуя гиппуровую кислоту, которая выводится с мочой.

Метионин – является донором метильных групп (-СН3) для образования: креатина, адреналина, холина и участвует в синтезе цистеина.

^ Аспарагиновая кислота участвует в синтезе мочевины, обезвреживании аммиака с образованием аспарагина, в образовании пуринов и пиримидинов, в синтезе АМФ, УМФ.

^ Глютаминовая кислота принимает участие в синтезе глютатиона, в образовании α-кетоглутаровой кислоты, в обезвреживании аммиака с образованием глутамина, при ее декарбоксилировании образуется γ-аминомасляная кислота.

Триптофан – в организме превращается в биохимически активные соединения: никотиновую кислоту (витамин РР), серотонин.



Серотонин является биогенным амином, служит для образования мелатонина. При избыточном накоплении серотонина наблюдается карциноидный синдром (карциномы – злокачественные опухоли в ЖКТ).

Значению обмена фенилаланина в детском организме придается большое значение. Это связано с тем, что выпадение активности определенных ферментов (мутация гена, ответственного за синтез ферментов, принимающих участие в превращении этой аминокислоты) приводит к накоплению необычных продуктов реакции, например, фенилпировиноградной, гомогентизиновой кислот, являющихся токсическими веществами, влияющими на функции головного мозга ребенка. Кроме того, избыток фенилаланина и дефицит тирозина сказывается на процессах биосинтеза специфических белков головного мозга.



Ознакомиться с методами количественного определения мочевины в сыворотке крови, креатинина в моче и креатина в мышечной ткани (методики прилагаются).

^ Контроль результатов усвоения исходного уровня знаний проводится путем ответов на вопросы тест- и программированного контроля, решения ситуационных задач, выполнения реферативных работ, затем проводится пост-тест путем опроса на контрольном занятии.

^ Методические указания студентам по выполнению программы самоподготовки.

  1. Ознакомьтесь с целями практического занятия и самоподготовки.

  2. Восстановите приобретенные на предыдущих курсах и ранее изученным темам знания.

  3. Усвойте основные понятия и положения, касающиеся темы занятия.

  4. Проанализируйте проделанную работу, сделайте расчеты и выводы.



^ МЕТОДИКА ВЫДЕЛЕНИЯ КРЕАТИНА ИЗ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ

Ход работы:

  1. Помещают в пробирку 0,5 г измельченной мышечной ткани, добавляют 2 мл дистил. воды и хорошо перемешивают стеклянной палочкой.

  2. Продолжая помешивать, осаждают белки добавлением 2 мл 20% р-ра сульфосалициловой кислоты.

  3. Осадок белка отфильтровывают.

  4. Отмеривают в пробирку 1 мл фильтрата, добавляют к нему 1 мл 10% р-ра НСl и ставят в кипящую водяную баню на 30 мин. при этом креатин переходит в креатинин.

  5. Вынимают пробирку из водяной бани, добавляют в нее 1 мл р-ра пикриновой кислоты и 2 мл 15% р-ра NаОН. Наблюдают характерное оранжевое окрашивание.
^

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЛИЧЕСТВА КРЕАТИНИНА В МОЧЕ


Берут 2 пробирки. В опытную пробирку отмеривают 0,1 мл мочи (2 капли), прибавляют 0,1 мл 10% р-ра NаОН (2 капли) и 0,15 мл насыщенного р-ра пикриновой кислоты (3 капли). Одновременно во вторую контрольную пробирку отмеривают 0,1 мл стандартного р-ра креатинина (2 капли), 0,1 мл 10% р-ра NаОН (2 капли) и 0,15 мл пикриновой кислоты (3 капли). Взбалтывают, оставляют на 5 мин, доводят дистил. водой до объема 10 мл, тщательно перемешивая стеклянной палочкой. Фотометрируют на ФЭК с зеленым светофильтром.

Определяют оптическую плотность опытного и контрольного растворов. По формуле определяем количество креатинина в моче:

0,1хЕ2

Х = ----------- , где

Е1

Х – количество мг креатинина в 0,1 мл мочи;

0,1 – количество мг креатинина в 0,1 мл стандартного р-ра;

Е1 – оптическая плотность контрольного р-ра;

Е2 – оптическая плотность опытного р-ра.

В норме в сутки выводится с мочой креатинина у мужчин – 1,0-2,0 г, у женщин – 0,8-1,8 г. Коэффициент пересчета в единицы СИ (ммоль/сут) равен 8,84.

Норма у мужчин – 8,8-17,7 ммоль/сут,

у женщин – 7,1-15,9 ммоль/сут.


^ МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОЧЕВИНЫ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ

Принцип метода: мочевина образует с диацетилмонооксимом в сильнокислой среде в присутствии тиосемикарбазида и ионов железа красный комплекс, который фотометрируют.

Ход работы:

Отмерить (мл)

Проба

Эталон

Сыворотка

Калибровочный р-р мочевины 8,33 ммоль/л

Рабочий р-р

0,1

-

2,0

-

0,1

2,0

Перемешивают и нагревают точно 10 мин на кипящей водяной бане. Быстро охлаждают в токе воды и в пределах 15 мин измеряют оптическую плотность пробы (А1) и эталона (А2)

А1

Расчет: мочевина (ммоль/л) = ------- х 16,65 А2 = 0,41

А2

Нормальные величины: мочевина 3,3-8,3 ммоль/л.

Обязательная литература:

  1. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: «Высшая школа», 1998.

  2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М.: «Медицина», 1990.

  3. Кушманова О.Д., Ивченко Г.М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. М.: Медицина, 1983.

Дополнительная литература:

  1. Уайт А. и др. Основы биохимии (в 3-х томах). М., 1981, «Мир».

  2. Страйер Л. Биохимия (в 3-х томах), 1984, «Мир».

  3. Ленинджер А. Основы биохимии (в 3-х томах), М., 1985, «Мир».

  4. Марри Р. и др. Биохимия человека (в 2-х томах), М., 1993, «Мир».

  5. Биохимия под ред. Северина Е.С., Николаева А.Я. – М.: ГЭОТАР-мед, 2001.



Занятие 3. Обмен и функции нуклеопротеинов.

Лабораторная работа:

  1. Определить количество мочевой кислоты в моче (методика прилагается).

  2. Открыть наличие мочевой кислоты мурексидной пробой (методика прилагается).

^ Актуальность темы.

Врач должен знать, что нуклеиновые кислоты – это важнейший компонент всех живых организмов. С участием нуклеиновых кислот происходит образование белков, являющихся материальной основой всех жизненных процессов. Каждый живой организм содержит свои специфические белки, которыми он отличается от других организмов. Информация, определяющая особенность структуры белков, ''записана'' в ДНК и передается в ряду поколений молекулами ДНК. РНК являются обязательными и первостепенными компонентами биосинтеза белков. Одним из конечных продуктов распада пуриновых нуклеотидов является мочевая кислота, определение которой имеет большое клиническое значение. Врачу необходимо знать, что причины многих заболеваний связаны с нарушением обмена аминокислот, а также с дефектами различных транспортных белков.

^ Учебные и воспитательные цели:

  1. Общая цель занятия: выработать умения использовать знания об обмене нуклеопротеинов в практической деятельности врача.

2. Частные цели занятия:

- сформировать умения по определению количества мочевой кислоты в моче, а также открыть присутствие мочевой кислоты мурексидной пробой (методика прилагается).

Вопросы для самоконтроля:

1. Переваривание и всасывание нуклеопротеинов в желудочно-кишечном тракте.

  1. Биосинтез пуриновых, пиримидиновых нуклеотидов в тканях.

  2. Распад пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов до конечных продуктов в тканях.

  3. Механизм возникновения наследственных нарушений обмена аминокислот (фенилкетонурия, альбинизм, алкаптонурия).

  4. Патология белкового обмена.

^ Аннотация по теме занятия.

Нуклеопротеины – сложные белки, состоящие из белков и нуклеиновых кислот. Существует два типа нуклеопротеинов, которые отличаются друг от друга по составу, размерам и физико-химическим свойствам: дезоксирибонуклеопротеины (ДНП) и рибонуклеопротеины (РНП).

Нуклеопротеины пищи подвергаются перевариванию в ЖКТ, образуя ряд низкомолекулярных продуктов, всасывающихся в тонком кишечнике.

1 этап – это отщепление нуклеиновой кислоты от белковой части нуклеопротеина. Этот разрыв связи между белком и простетической группой происходит как в желудке, так и в кишечнике. В желудке этот процесс происходит под действием пепсина, в кишечнике – под действием трипсина. Затем белок в ЖКТ подвергается обычным превращениям.

Расщепление нуклеиновых кислот, содержащихся в пище, происходит в результате переваривания в тонком кишечнике под действием нуклеаз: РНК-азы и ДНК-азы. Всасывание продуктов гидролиза нуклеиновых кислот происходит в виде нуклеотидов и нуклеозидов, а также в виде азотистых оснований, пентозы и остатка фосфорной кислоты.

^ Биосинтез пуриновых мононуклеотидов.

Первоначальным соединением синтеза служит Д-рибозо-5-фосфат, который является продуктом пентозофосфатного цикла и на который переносится пирофосфатная группа АТФ. Образовавшийся 5-фосфорибозил-1-пирофосфат (ФРПФ) взаимодействует с глутамином, который является донором NН2-группы в результате чего образуется β-5-фосфорибозил-амин. Эта стадия становится ключевой в синтезе пуринов. Затем присоединяется молекула глицина к свободной NН2-группе β-5-фосфорибозил-амина с образованием глицинамидрибонуклеотида. Еще через несколько стадий образуется первый пуриновый нуклеотид инозинмонофосфат (ИМФ), из которого затем синтезируются остальные нуклеозидфосфаты.

Схема:





^ Биосинтез пиримидиновых нуклеотидов

Первоначальными соединениями этого процесса являются карбамоилфосфат и аспарагиновая кислота. Из них через длинную цепь реакций образуется уридинмонофосфат (УМФ) и остальные пиримидиновые нуклеотиды.




Превращение УМФ в уридиндифосфат (УДФ) и уридинтрифосфат (УТФ) осуществляется путем фосфорилирования:

УМФ + АТФ УДФ + АДФ

УДФ + АТФ УТФ + АДФ

ТГФК – тетрагидрофолиевая кислота

ФРДФ – фосфорибозил-дифосфат


^ Распад пуриновых нуклеотидов.

Аденозин и гуанозин, которые образуются при гидролизе пуриновых нуклеотидов, подвергаются ферментативному распаду с образованием конечного продукта – мочевой кислоты, которая выводится с мочой из организма.



^ Распад пиримидиновых нуклеотидов.

Начальные этапы этого процесса катализируются специфическими ферментами. Конечные продукты: СО2, NН3 , мочевина, β-аланин, β-аминоизомасляная кислота. β-аланин используется для синтеза дипептидов мышц – карнозина и ансерина или выделяется с мочой.




Содержание мочевой кислоты в крови и моче отражает интенсивность расщепления нуклеиновых кислот в организме. Образование мочевой кислоты происходит в печени. В норме ее содержание составляет в крови 0,18-0,24 ммоль/л, а в моче – 0,7 г/сут. Изменение этих показателей возникает при некоторых заболеваний (см. патологию белкового обмена).

Причиной нарушений в обмене отдельных аминокислот служит полное или частичное выключение определенной ферментативной активности. При этом врожденном дефекте идет накопление большого количества промежуточных или побочных продуктов, оказывающих токсическое действие на организм, особенно на ЦНС. Вот почему, прежде всего, поражаются дети раннего возраста с последующим нарушением психической деятельности.

Фенилкетонурия – это заболевание, связанное с отсутствием фермента фенилаланингидроксилазы, в связи с чем фенилаланин превращается не в тирозин, а в фенилпировиноградную кислоту (ФПВК). Накопление ее приводит к заболеванию, проявляющемуся в отсталом психическом развитии у детей (олигофрены), у которых содержится в моче очень много ФПВК.

Фенилаланин фен-ала тирозин

гидроксилаза


ФПВК


Из аминокислоты тирозина образуются: тироксин, норадреналин, адреналин, меланин и др. При отсутствии ферментов, расщепляющих тирозин, наблюдается следующая патология:

Альбинизм – наследственное заболевание, связанное с отсутствием фермента тирозиназы. Тирозин не превращается в диоксифенилаланин (ДОФА), следовательно, не образуется пигмент меланин.


тирозин

ДОФА

дофамин гомогентизиновая кислота




меланин норадреналин ацетоуксусная фумаровая

кислота кислота


адреналин


Алкаптонурия – заболевание, связанное с отсутствием фермента, расщепляющего гомогентизиновую кислоту. Она выводится с мочой и при соприкосновении с воздухом моча приобретает темную окраску.

Одним из характерных нарушений азотистого обмена является белковая недостаточность, которая является следствием не только дефицита белка, но и ряда тяжелых заболеваний даже при достаточном поступлении белка с пищей. Причины белковой недостаточности: малобелковое питание или плохое усвоение белков пищи, непроходимость пищевода, патология пищеварительной системы.

Результатом этих состояний являются: отрицательный азотистый баланс, гипопротеинемии (снижение концентрации белков в сыворотке крови до 30-50 г/л, в норме – 65-85 г/л) и нарушения коллоидно-осмотического и водно-солевого обменов (развитие отеков).

При тяжелых формах пищевых дистрофий, например, при квашиоркоре – заболевании, которое распространено среди детей развивающихся стран, наблюдаются тяжелые поражения печени, остановка роста, отечность, атония мышц, резкое снижение сопротивляемости организма инфекциям. Болезнь часто заканчивается летальным исходом.

При белковой недостаточности наблюдается резкое снижение интенсивности процессов дезаминирования, трансаминирования, биосинтеза аминокислот и синтеза мочевины в печени. Эти нарушения обусловлены нарушением ферментативных функций печени и других органов. Следствием их являются накопление аминокислот в крови, экскреция с мочой свободных аминокислот (до 10-20 г/сут, в норме – 1г/сут) и резкое снижение образования и выделения мочевины с мочой.

Аминоацидурия – дефект белков одной из транспортных систем аминокислот в почках, где происходит их реабсорбция, сопровождающийся потерей их с мочой в 3-5 раз больше нормы.

Цистинурия – дефект белка, транспортирующего цистин, приводит к повышенному выделению с мочой преимущественно цистина и образованию цистиновых камней в почках.

^ Фруктозурия, глюкозурия и пентозурия – патологии, связанные с дефектом соответствующих мембранных транспортных белков в почках, сопровождаются потерей моносахаридов (фруктозы, глюкозы или пентоз).

Иногда эти протеинопатии называют почечным диабетом.

Кетонурия – болезнь, сопровождающаяся появлением мочи с запахом ''кленового сиропа'', является следствием недостаточности декарбоксилазы кетопроизводных аминокислот, т.е. валина, лейцина и изолейцина. В результате нарушения окислительного декарбоксилирования происходит повышение содержания в крови этих аминокислот и их кетопроизводных, а также выделение их с мочой. Моча таких больных имеет характерный запах ''кленового сиропа''. Клинически у таких детей наблюдается рвота, периодические судороги, мышечная ригидность.

Подагра – заболевание, вызванное нарушением обмена нуклеиновых кислот. В хрящах, сухожилиях, в суставных сумках, иногда в почках, коже, мышцах откладываются кристаллы мочевой кислоты, вокруг этих отложений образуется воспаление и грануляционный вал, который окружает омертвевшую ткань, при этом образуются подагрические узлы (в суставах пальцев рук, ног, в хрящах ушной раковины), что сопровождается деформацией и болезненностью пораженных суставов. Обычно больные склонны к атеросклерозу и гипертонии. В их крови наблюдается большая концентрация мочевой кислоты – гиперурикемия. В течение нескольких дней перед приступом подагры увеличивается выделение воды и хлорида натрия с мочой, т.е. сдвигается водно-солевой баланс. Вследствие этого возрастает концентрация мочевой кислоты в крови и отложение ее в тканях и почках.

^ Синдром Леш-Нихана – тяжелая форма гиперурикемии. Проявляется у мальчиков. Кроме симптомов подагры наблюдаются церебральные параличи, нарушение интеллекта, попытки наносить себе раны (укусы губ, пальцев). Связана болезнь с дефектом фермента гипоксантин-гуанин-фосфорибозилтрансферазы, которая катализирует превращение гипоксантина и гуанина в гуанинимонофосфат (ГМФ), поэтому они превращаются в мочевую кислоту.

^ Контроль результатов усвоения исходного уровня знаний проводится путем ответов на вопросы тест- и программированного контроля, решения ситуационных задач, выполнения реферативных работ, затем проводится пост-тест путем опроса на контрольном занятии.

^ Методические указания студентам по выполнению программы самоподготовки:

  1. Ознакомьтесь с целями практического занятия и самоподготовки;

  2. Восстановите знания, приобретенные на предыдущих курсах и по ранее изученным темам;

  3. Усвойте основные понятия и положения, касающиеся темы занятия;

  4. Проанализируйте проделанную работу, сделайте расчеты и выводы.


^ КАЧЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ НА МОЧЕВУЮ КИСЛОТУ –

МУРЕКСИДНАЯ ПРОБА

Реакция на мочевую кислоту – мурексидная проба основана на образовании мурексида – аммонийной соли пурпурной кислоты, окрашенной в пурпурно-красный цвет.

Мочевая кислота при окислении переходит в диалуровую кислоту и аллоксан, которые превращаются в аллоксантин.

При действии аммиака на аллоксантин образуется пурпурная кислота, аммонийная соль которой (мурексид) обладает ярко-красным цветом, а калиевая – сине-фиолетовым.
^

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:


К нескольким кристаллам сухой мочевой кислоты на фарфоровой чашке прибавляют 1-2 капли конц. азотной кислоты. Осторожно выпаривают на слабом огне досуха. Следует избегать сильного нагревания из-за обугливания мочевой кислоты. Если коричнево-красный остаток, содержащий продукты окисления мочевой кислоты, смочить по остывании аммиаком, то получается красивое пурпурно-красное окрашивание вследствие образования мурексида (аммонийной соли пурпуровой кислоты). Если вместо аммиака смочить остаток едким калием, цвет осадка – сине-фиолетовый.

При нагревании окраска исчезает. Этой реакцией пользуются для открытия мочевой кислоты в мочевых камнях.

Обязательная литература:

  1. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: «Высшая школа», 1998.

  2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М.: «Медицина», 1990.

  3. Кушманова О.Д., Ивченко Г.М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. М.: Медицина, 1983

Дополнительная литература:

  1. Уайт А. и др. Основы биохимии (в 3-х томах). М., 1981, «Мир».

  2. Страйер Л. Биохимия (в 3-х томах), 1984, «Мир».

  3. Ленинджер А. Основы биохимии (в 3-х томах), М., 1985, «Мир».

  4. Марри Р. и др. Биохимия человека (в 2-х томах), М., 1993, «Мир».

  5. Биохимия под ред. Северина Е.С., Николаева А.Я. – М.: ГЭОТАР-мед, 2001.



Занятие 4. «Обмен и функции белков».

Контрольное занятие по теме «Обмен и функции белков».

Актуальность темы.

Врач должен знать, что белки являются важнейшей составной частью клеток любого живого организма и носителями жизни. Белкам принадлежит решающая роль во всех процессах жизнедеятельности. В связи с этим надо знать, что определяет биологическую ценность белков, заменимые и незаменимые аминокислоты, их использование в организме после всасывания. Общими путями распада аминокислот являются процессы дезаминирования, трансаминирования, декарбоксилирования. Определив активность трансаминаз в сыворотке крови, можно решать вопросы диагноза и прогноза таких заболеваний как инфаркт миокарда, инфекционный гепатит. Продукты декарбоксилирования аминокислот: гистамин, серотонин, γ – аминомасляная кислота обладают мощной фармакологической активностью.

^ Общая цель занятия:

Выработать умения и сформировать навыки по использованию знаний об обмене аминокислот в практике врача – педиатра.

Вопросы для самоконтроля.

  1. Биологическая роль белков. Содержание белка в важнейших пищевых продуктах.

  2. Азотистый баланс. Коэффициент «изнашивания». Физиологический минимум. Нормы белка в питании у детей.

  3. Биологическая ценность и аминокислотный состав белка. Заменимые и незаменимые аминокислоты для детей разного возраста. Аминокислоты – лекарственные формы.

  4. Переваривание белков в желудочно-кишечном тракте. Причины распада тканевых белков. Катепсины.

  5. Превращения аминокислот под действием микрофлоры кишечника. Обезвреживание ядовитых продуктов обмена.

  6. Судьба аминокислот после всасывания.

  7. Механизм окислительного дезаминирования аминокислот.

  8. Трансаминирование аминокислот (А.Браунштейн, И.Крицман). Значение определения активности трансаминаз в клинике. Связь трансаминирования с дезаминированием (непрямое дезаминирование).

  9. Синтез аминокислот в организме (восстановительное аминирование, трансаминирование, взаимопревращение аминокислот).

  10. Декарбоксилирование аминокислот. Образование биогенных аминов: гистамина, серотонина, гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК), биологическая роль и их инактивация.

  11. Образование аммиака и судьба аммиака в организме. Глутамин и аспарагин (Д. Прянишников, С.Мардашев).

  12. Биосинтез мочевины. Гипераммониемия.

  13. Креатинин, креатин, креатин – фосфат, биологическая роль.

  14. Обмен глицина и серина. Использование глицина в клинике.

  15. Особенности в обмене глутаминовой и аспарагиновой аминокислот.

  16. Особенности в обмене серусодержащих аминокислот.

  17. Особенности в обмене циклических аминокислот.

  18. Нуклеопротеины. Биологическая роль. Строение и свойства РНК и ДНК.

  19. Переваривание и всасывание нуклеопротеинов в желудочно-кишечном тракте.

  20. Синтез и распад пуриновых нуклеотидов.

  21. Биосинтез белка. Генетический код, значение рибосом, этапы биосинтеза. Регуляция действия гена.

  22. Патология белкового обмена. Белковая недостаточность. Механизм возникновения наследственных нарушений обмена аминокислот (фенилпировиноградная олигофрения, алкаптонурия, альбинизм).

  23. Нарушения в обмене нуклеопротеинов. Гиперурикемия. Подагра.

  24. Принцип определения конечных продуктов белкового обмена.

  25. Синтез и распад пиримидиновых нуклеотидов.

  26. Проведение биуретовой реакции на присутствие белка.

  27. Обнаружение наличия серы в серосодержащих аминокислотах.

Контроль результатов усвоения темы проводится путем устного ответа на контрольном занятии (пост-тест), ответов на вопросы тест – контроля и выполнения фрагмента лабораторного занятия.

^ Методические указания студентам по выполнению программы самоподготовки:

  1. Ознакомьтесь с целями контрольного занятия.

  2. Восстановите приобретённые на предыдущих курсах и ранее изученным темам знания.

  3. Усвойте основные понятия и положения, касающиеся темы занятия.


Обязательная литература:

  1. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1998.

  2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1983.

  3. Кушманова О.Д., Ивченко Г.М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. М.: Медицина, 1983.

Дополнительная литература:

  1. Уайт А. и др. Основы биохимии (в 3-х томах). М., 1981, «Мир».

  2. Страйер Л. Биохимия (в 3-х томах), 1984, «Мир».

  3. Ленинджер А. Основы биохимии (в 3-х томах). М., 1985, «Мир».

  4. Р. Марри и др. Биохимия человека (в 2-х томах). М., 1993, «Мир».

  5. Биохимия под ред. Е.С. Северина, А.Я. Николаева – М.: ГЭОТАР – мед, 2001.

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:

Похожие:

Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73 icon Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73

Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73 icon Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73

Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73 icon Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73

Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73 icon Учебное пособие для врачей Минск 2005 удк 616. 71 018. 46 (075. 8)

Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73 icon Учебное пособие Утверждено 2005 г. Минск 2005 удк

Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73 icon Учебное пособие Ставрополь 2007 ббк 51. 1 (2) удк 614. 2 (076. 5)

Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73 icon Учебное пособие Балашов 2007 удк 159. 9(075. 8)

Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73 icon Учебно-методическое пособие Минск 2005 удк 613 (075. 8)

Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73 icon Учебное пособие Кемерово 2004 удк: 637. 5: 579. 2 (075. 3)

Учебное пособие Ставрополь 2005 удк 577. 1 (075. 8) Бкк 28. 072 Я 73 icon Учебное пособие Кемерово 2004 удк: 637. 56: 620. 22(075)

Разместите кнопку на своём сайте:
Медицина


База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
Документы