Методична вказівка

для студентів 2 курсу медичного факультету

ЗАНЯТТЯ № 1 (практичне – 6 годин)

Тема. Предмет, задачі, сучасні напрями розвитку біохімії. Мета і методи проведення біохімічних досліджень, їх клініко-діагностичне значення.

Ферменти: будова, фізико-хімічні, каталітичні властивості, кофактори, регуляція активності.

Ферментативні процеси за типом хімічних реакцій, основні класи ферментів.

Одиниці виміру каталітичної активності ферментів. Механізм виникнення ензимопатій. Ензимодіагностика, ензимотерапія.

Мета: Уміти аналізувати етапи та закономірності становлення біохімії як фундаментальної медико-біологічної науки та навчальної дисципліни. З’ясувати роль білків-ферментів в регуляції біохімічних процесів як основи обміну речовин в організмі в нормі та при патологіях. Трактувати принципи кількісного визначення ферментів, одиниці виміру активності, пояснювати зміни перебігу ферментативних процесів при вроджених (спадкових) та набутих вадах метаболізму - ензимопатіях. Аналізувати зміни активності індикаторних ферментів плазми крові при патологіях певних органів та тканин. Пояснювати застосування ферментних препаратів та інгібіторів в лікувальній практиці.

Професійна орієнтація студентів:

Знання властивостей ферментів важливі для розуміння особливостей біохімічних процесів у здоровому організмі і при патології, обгрунтування умов їх лабораторного дослідження з метою діагностики хвороб. Захворювання в тій чи іншій мірі супроводжуються порушенням метаболічних процесів, що каталізуються різними класами ферментів. Знання органоспецифічності ферментів, їх визначення в крові є важливою передумовою розуміння локалізації патологічного процесу, його тяжкості і прогнозу хвороби. Розуміння механізму виникнення первинних і вторинних ензимопатій лежить в основі ензимотерапії.

Методика виконання практичної роботи. 9.⁰⁰-12.⁰⁰ год. Виконання практичної роботи відбувається у відповідності з методами біохімічних досліджень лабораторного практикуму з обов’язковим оформленням протоколу і висновком в кінці кожної роботи.

Робота 1. Дослідити вплив температури на активність амілази слини (практикум, робота 22).

Робота 2. Дослідити специфічність дії амілази слини та сахарази дріжджів (практикум, робота 23).

Робота 3. Дослідити вплив рН середовища на активність амілази слини

( практикум, робота 21).

Робота 4. Дослідити вплив активаторів та інгібіторів на активність амілази слини (практикум, робота 24).

Робота 5. Виявлення каталази та пероксидази в крові (практикум, робота 20.2 - 20.3).

Робота 6. Визначення активності каталази крові (практикум, робота 29).

Робота 7. Визначення амілазної активності сечі колориметричним методом Каравея (практикум, робота 26).

Програма самопідготовки студентів до заняття.

1. Визначення біохімії як науки. Медична біохімія (біохімія людини). Клінічна біохімія як розділ медичної біохімії.

2. Поняття про ферменти. Спільні та відмінні властивості ферментів і неорганічних каталізаторів.

3. Хімічна природа і будова ферментів. Кофактори (коферменти і простетичні групи). Роль апоферменту і кофактора у каталітичних реакціях.

4. Сучасні уявлення про механізм дії ферментів.

5. Каталітичні властивості ферментів: термолабільність, специфічність дії, залежність від рН середовища, присутності сторонніх чинників.

6. Активні та алостеричні центри ферментів. Алостеричні модифікатори ферментів, принцип їх дії, приклади.

7. Множинні форми ферментів (ізоферменти), мультиферментні комплекси, приклади.

8. Регуляція активності ферментів: частковий гідроліз проферментів, конкурентне і неконкурентне інгібування, фосфорилювання-дефосфорилювання за участю циклічних нуклеотидів тощо.

9. Принцип міжнародної класифікації та номенклатури ферментів. Класи ферментів, їх характеристика.

10. Принцип кількісного визначення ферментів. Одиниці виміру, приклади.

11. Органоспецифічність ферментів, походження ферментів крові. Ферментна, ізоферментна діагностика хвороб печінки, серця, скелетних м’язів, нирок, підшлункової залози та ін.

12. Використання ферментів, коферментів, інгібіторів у лікувальній практиці.

13. Принцип дослідження термолабільності, специфічності, впливу рН середовища, активаторів та інгібіторів на дію ферментів, використання цих властивостей в медицині.

14. Принцип визначення активності амілази сечі (діастази), каталазного числа крові, діагностичне значення

Семінарське обговорення теоретичних питань:

12.³⁰-14.⁰⁰год.

Тестові завдання та ситуаційні задачі.

1. Спільними властивостями ферментів і неорганічних каталізаторів є:

A. Термолабільність.

B. Каталіз лише термодинамічно можливих реакцій.

C. Специфічність дії.

D. Залежність від кількості субстрату.

E. Залежність від ефекторів.

2. В організмі людини виявлено дефіцит вітаміну В5. Це спричинить порушення синтезу коферментів:

A. ТПФ.

B. НАД і НАДФ.

C. ПАЛФ.

D. ПАМФ.

E. Убіхінону.

3. Дегідрогенази – це ферменти, які:

A. Відщеплюють СО₂.

B. Відщеплюють воду.

C. Приєднують кисень.

D. Приєднують воду.

E. Відщеплюють атоми водню або електрони.

4. Пероксид водню інактивується в організмі:

A. Церулоплазміном.

B. Каталазою.

C. Глутатіон редуктазою.

D. Глюкозо-6-фосфатдегідрогеназою.

E. Супероксиддисмутазою

5. У першу пробірку з крохмалем і другу з сахарозою додали фермент. Через 10 хв. з вмістом обидвох пробірок проробили реакцію Фелінга. У першій пробірці вона виявилась позитивною, у другій - негативною. Який фермент додали в пробірки?

6. До двох пробірок з певними субстратами додали витяжку з дріжджів. Через 10 хв. з вмістом обидвох пробірок проробили реакцію Фелінга. У першій пробірці вона виявилась позитивною, у другій - негативною. Які субстрати знаходились у пробірках?

7. В інкубаційне середовище «бурштинова кислота + сукцинатдегідрогеназа» додали малонову кислоту. Чому гальмується дія ферменту? Чи є цей процес зворотним, за яких умов?

8. При інфекційних захворюваннях рекомендують вживати сульфаніламідні препарати. На чому грунтується їх лікувальна дія?

9. Для виділення ферменту використовували насичений розчин сульфату амонію. Якими способами можна очистити фермент?

10. В організмі людини виявлено дефіцит заліза. Як це вплине на функцію ферментів і яких?

Самостійна робота студентів 14¹⁵ – 15⁰⁰ год.

Письмове тестування студентів, які не склали контроль за системою «MOODLE», перегляд тематичних навчальних таблиць, тренінг в коп’ютерному класі тестів ліцензійного іспиту «Крок -1» і кафедральної бази тестів, поглиблене вивчення матеріалу тем, винесених на самостійне опрацювання тощо.

Студент повинен знати:

1. Значення біохімічних досліджень в клінічній практиці.

2. Будова, фізико-хімічні і каталітичні властивості білків-ферментів.

3. Механізм каталітичної дії ферментів.

4. Регуляція активності ферментів: проферменти, алостеричні модифікатори, циклічні нуклеотиди, принцип зворотнього зв’язку, конкурентні, неконкурентні фактори.

5. Значення дотримання оптимальних умов активності ферментів (t°, рН, підбір специфічних субстратів, ефекторів) в лабораторно-діагностичній практиці.

6. Класифікацію та номенклатуру ферментів, характеристику окремих класів ферментів.

7. Принципи кільного визначення ферментів, одиниці виміру.

8. Ферментну, ізоферментну діагностику хвороб органів та тканин.

9. Види ензимопатій. Застосування ферментів, коферментів, інгібіторів у лікувальній практиці.

Студент повинен вміти:

1. Проводити реакції на підтвердження залежності дії ферментів від температури і природи субстрату, від рН середовища і присутності певних модифікаторів.

2. Обгрунтувати значення оптимальних умов для методик ферментативних діагностичних досліджень.

3. Визначати активність каталази крові, трактувати причини і наслідки для організму її зменшення.

4. Визначати активність амілази сечі (діастази), оцінювати результати, обгрунтувати їх значення у діагностиці гострого панкреатиту.

Еталони відповідей на тести і ситуаційні задачі:

1. В.

2. В.

3. Е.

4. В.

5. Додали фермент амілазу, який розщеплює крохмаль, але не діє на сахарозу.

6. У першій пробірці була сахароза, яка розщепилася сахаразою дріжджів, у другій – будь-який інший субстрат.

7. Малонова кислота є конкурентним інгібітором сукцинатдегідрогенази, оскільки структурно подібна до бурштинової кислоти. Активність ферменту відновиться, якщо в інкубаційне середовище додати більше бурштинової кислоти.

8. На принципі конкурентного гальмування функції фолієвої кислоти, що необхідна для росту і розмноження мікроорганізмів (сульфаніламіди структурно подібні до параамінобензойної кислоти – компонента фолієвої).

9. Діалізом, гель-фільтрацією.

10. Гальмується активність Fe-залежних ферментів: каталази, пероксидази, цитохромів. Порушаться процеси тканинного дихання, знешкодження пероксиду водню.

Джерела інформації

Основні:

1. Гонський Я. І., Максимчук Т. П., Калинський М. І. Біохімія людини – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002 – С. 7-14, 66-102.

2. Губський Ю. І. Біологічна хімія. – Київ–Вінниця: Нова книга, 2011. – С. 21-23, 115-147.

3. Губський Ю. І. Біологічна хімія. – Київ–Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – С. 7-11, 86-114.

4. Біологічна хімія: Лабораторний практикум / За ред. Я. І. Гонського. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – С. 48-59, 61-63, 65-67.

5. Конспекти лекцій.

6. Веб-сторінка університету > Інтранет > На допомогу студентам > Матеріали для підготовки до практичних занять

7. Веб-сторінка університету > Інтранет > На допомогу студентам > Презентації лекцій

Додаткові:

1. Клінічна біохімія / За ред. О. Я. Склярова – К.: Медицина, 2006. – 432 с.

2. Николаев А. Я. Биологическая химия. – М.: Медицинское информационное агентство. – 2004. – 566 с.

Методичну вказівку склала ст. викл. Г.Г. Шершун

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри

11 червня 2013 р. протокол № 13

Переглянуто і затверджено на засіданні кафедри

29 серпня 2013 р. протокол № 1