ЗАНЯТИЕ № 3 (практическое - 6 часов)

 

Методические указания

к практическим занятиям для студентов медицинского факультета.

ЗАНЯТИЕ № 2 (практическое - 6 часов)

 

Тема 1: Фундаментальные закономерности обмена веществ: катаболизм, анаболизм. Стадии катаболизма. Общие пути превращений белков, углеводов, липидов.

Тема 2: Особенности функционирования цикла трикарбоновых кислот.

 

Цель: Объяснять биохимические закономерности протекания обмена веществ: катаболические, анаболические, амфиболические пути метаболизма; биохимические закономерности функционирования цикла трикарбоновых кислот, его анаплеротические реакции и амфиболическую сущность. Объяснять биохимические механизмы регуляции цикла трикарбоновых кислот и его ключевую роль в обмене веществ и энергии.

 

Профессиональная ориентация студентов:

Окисление ПВК в организме является ключевой реакцией, начинающей общие пути метаболизма веществ. Поэтому своевременное выявление причин торможения данной реакции и нагромождения ПВК, лактата в крови обеспечивает предупреждение развития ацидоза, энергетического дефицита и их последствий для организма.

 

Методика выполнения практической работы. - 9.00-12.00 час.

I Фундаментальные закономерности обмена веществ: катаболизм, анаболизм. Стадии катаболизма. Общие пути превращений белков, углеводов, липидов.

Работа 1. Определение содержания ПВК в моче.

ІІ Особенности функционирования цикла трикарбоновых кислот.

Работа 2. Определение активности сукцинатдегидрогеназы мышц.

Техника выполнения лабораторных работ прилагается.

 

Работа 1. Количественное определение пировиноградной кислоты в моче колориметрическим методом.

Принцип: ПВК в щелочной среде при взаимодействии с 2,4-динитрофенилгидразином образует 2,4-динитрофенилгидразон коричнево-красного цвета, интенсивность которого пропорциальна концентрации ПВК и определяется фотометрией.

Техника работы.

ПВК определяется в собственной моче. Берут 2 пробирки. В 1-ю вносят микропипеткой 0,1 мл мочи, во 2-ю – 0,1 мл стандартного раствора ПВК. Затем в обе пробирки добавляют по 0,9 мл Н2О и по 0,5 мл 0,1 % раствора 2,4-динитрофенилгидразина. Жидкости смешивают и оставляют на 20 мин в тёмном месте. Затем в обе пробирки добавляют по 1 мл 12% NaOH. Через 10 мин определяют на фотоэлектроколориметре (ФЭК) оптическую плотность окрашенных растворов против воды при синем светофильтре.

Концентрацию ПВК в опыте определяют по формуле:

Сст × Эоп × 1,5

 
 

 


Эст

 

 
ПВК (мг/сутки) =                                      

 

 

Сст – концентрация стандартного раствора ПВК (20 мг/1л);

Эоп – оптическая плотность опыта;

Эст – оптическая плотность стандарта;

1,5 – перерасчёт на суточное количество мочи (1,5 л).

Клинико-диагностическое значение. У здоровых людей с мочой за сутки выделяется 10-25 мг ПВК. Увеличение наблюдается при дефиците вит. В1, заболевании печени, сахарном диабете, сердечной декомпенсации, гипоксиях, токсикозах.

Работа 2. Выявление сукцинатдегидрогеназы (СДГ) в мышцах.

Принцип: Метод основан на восстановлении и обесцвечивании 2,6-дихлорфенолиндофенола (реактива Тильманса) в реакции с янтарной кислотой в присутствии мышцы как источника сукцинатдегидрогеназы, окисляющей янтарную кислоту. Конкурентное ингибирование СДГ вызывает малоновая кислота, по структуре похожа на янтарную.

Техника работы.

Свежую мышцу (1г) измельчают ножницами и растирают в ступке с 2 мл Н2О. Полученный гомогенат помещают в воронку с 2 слоями марли, промывают водой, затем гомогенат переносят на фильтровальную бумагу и подсушивают промоканием.

Берут 3 пробирки и помещают в них реактивы согласно схемы:

 

 

Реактивы

№ пробирок

Ι (опыт)

ΙΙ (контроль)

ΙΙΙ (ингибитор)

Фосфатный буфер pH 7,4

3 мл

3 мл

3 мл

1/3 мышечного гомогената

+

+

+

3 % янтарная кислота

5 капель

5 капель

0,1 н NaOH

5 капель

5 капель

H2O дист.

10 капель

Малоновая кислота 3 %

5 капель

0,001 н 2,6-дихлорфенолиндофенол

1 мл

1 мл

1 мл

 

Содержимое каждой пробирки перемешивают и помещают в водяную баню (37º) на 40 мин. В каких пробирках наблюдается обесцвечивание, в каких это не произошло? Объяснить.

 

Программа самоподготовки студентов к занятию.

I Фундаментальные закономерности обмена веществ: катаболизм, анаболизм. Стадии катаболизма.  Общие пути превращений белков, углеводов, липидов.

1. Понятие «Метаболизм», его сущность и функции.

2. Стадии обмена веществ в организме.

3. Схема специфических и общих путей катаболизма углеводов, белков, липидов.

4. Общие метаболиты специфических превращений белков, углеводов, липидов.

5. Какими реакциями начинаются общие пути катаболизма?

6. Механизм окислительного декарбоксилирования ПВК, роль полиферментного комплекса.

ІІ Особенности функционирования цикла трикарбоновых кислот.

1. Цикл трикарбоновых кислот, последовательность реакций, роль ферментов и коферментов.

2. Биологические функции ЦТК. НАД- и ФАД- зависимые реакции цикла, реакция субстратного фосфорилирования.

3. Суммарный энергетический выход окисления пировиноградной, уксусной кислот.

 

Семинарское обсуждение теоретических вопросов- 12.30-14.00 час.

 

Тестовые задания и ситуационные задачи.

1. За сутки с мочой выделяется 45 мг ПВК. Дать оценку результата. Возможные причины и последствия для организма.

2. Установлено, что у больного заторможено окислительное декарбоксилирование ПВК. Сколько молекул АТФ недополучит организм в этой ситуации от каждой молекулы ПВК?

3. Если к изолированным митохондриям в аэробных условиях прибавить пируват, наблюдается поглощение кислорода (дыхание). Если же в эту смесь внести малоновую кислоту, то дыхание внезапно прекращается и накапливается один из промежуточных продуктов метаболизма. Что это за метаболит? Почему наблюдаются такие изменения? Как можно возобновить дыхание?

4. В состав пируватдегидрогеназного комплекса входят три фермента:

А. Пируваткарбоксилаза, лактатдегидрогеназа, цитратсинтаза.

В. ПируватДГ, дигидролипоилацетилтрансфераза, дигидролипоил- ДГ.

С. Кетоглутарат ДГ, ацетилтрансфераза, аконитаза.

Д. НАДН2-дегидрогеназа.

Е. Сукцинат-ДГ, альдегид-ДГ.

5. Цикл Кребса выполняет четыре главные функции. Которая из ниже названных функций не присуща ему?

А. Окисление уксусной кислоты к СО2 и Н2О.

В. Донор атомов водорода для дыхательной цепи.

С. Окисление лактата к ПВК.

Д. Образование АТФ.

Е. Обеспечивает субстратами для образования гемма.

 

Самостоятельная работа студентов. 1415-1500

Письменное тестирование студентов, которые не сдали контроль за системой «MOODLE», просмотр тематических учебных таблиц, тренинг в копьютерном классе тестов лицензионному экзамену "Крок-1» и кафедральной базы тестов, углубленное изучение материала тем, вынесенных на самостоятельную проработку т.п.

 

Студент должен знать:

1. Обмен веществ (метаболизм) - общие закономерности протекания катаболических та анаболических процессов.

2. Общие стадии внутриклеточного катаболизма биомолекул: белков, углеводов, липидов.

3. Цикл трикарбоновых кислот. Локализация, последовательность ферментативных реакций, значения в обмене веществ.

4. Энергетический баланс цикла трикарбоновых кислот. Физиологическое значение реакций ЦТК.

 

Студент должен уметь:

1. Определить количество ПВК в моче и оценить по её содержанию состояние аэробного процесса окисления веществ, обеспеченность организма витаминами.

2. Определить активность сукцинатдегидрогеназы мышц, по результатам определения оценить функционирование ЦТК.

 

Верные  ответы на тесты и ситуационные задачи:

1. Содержание ПВК в моче значительно увеличено. Это может свидетельствовать о недостатке в организме витаминов В1, В2, В3, В5, при участии которых проходит окислительное декарбоксилирование ПВК, или гипоксическое состояние. Накопление ПВК приводит к ацидозу и нарушению функции нервной, сердечно-сосудистой и др. систем.

2. 15 мол. АТФ на каждую молекулу ПВК.

3. Накапливается молочная кислота, поскольку малонат является конкурентным ингибитором сукцинатдегидрогеназы и подавляет аэробный процесс (дыхание). Снять тормозное действие малоната можно добавлением к митохондриям янтарной кислоты или пирувата.

4. В

5. С

 

4. Источники информации:

Основные:

1.                  Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. - Г.: Медицина, 1990. - 543 с.

2.                  Савицкий И.В. Биологическая химия - К.: Высшая школа, 1982. -470 с.

3.                  Кушманова О.Д., Ивченко Г.М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. – М.: Медицина. 1983 с. 97–100.

4.                  Конспекты лекций.

5.                  Веб-страница университета > Интранет > На помощь студентам > Материалы для подготовки к практическим занятиям

6.                  Веб-страница университета > Интранет > На помощь студентам >  Презентации лекций

 

Дополнительные:

1. Николаев А.Я. Биологическая химия. - М: Высшая школа, 1989. - 496 с.

2. Ленинджер А. Основы биохимии: Перевод с англ. - М.: Мир, 1985. - 1024 с.

 

Методические указания составила ст.преподаватель Шершун Г.Г.

 

Обсуждено и утверждено на заседании кафедры

«11» июня 2013 г. протокол № 13

Пересмотрено и утверждено на заседании кафедры

«29» августа 2013 г. Протокол №  2