Методичні вказівки

Методична вказівка

для студентів 2 курсу медичного факультету

(медико-профілактична справа)

 

ЗАНЯТТЯ 3 (практичне – 6 годин)

 

Тема. Біоенергетичні процеси: біологічне окиснення, тканинне дихання. Молекулярна організація мітохондріального дихального ланцюга. Хеміосмотична теорія окисного фосфорилювання. Інгібітори і роз’єднувачі окисного фосфорилювання.

 

Мета: Трактувати роль біологічного окиснення, тканинного дихання та окисного фосфорилювання в генерації АТФ за аеробних умов. Аналізувати порушення синтезу АТФ за умов дії на організм людини патогенних факторів хімічного, фізичного, біологічного походження.

 

Професійна орієнтація студентів:

Дослідження активності ключових ферментів тканинного дихання, агентів, що їх гальмують, необхідне для пояснення перебігу окисних процесів в організмі і пов’язаних з цим способів перетворення і нагромадження енергії життєдіяльності в здоровому організмі та за умов їх порушення при хворобах, інтоксикаціях, отруєннях.

 

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 наявність цитохромоксидази у м’язі (практикум, робота 52).

Робота 2. Дослідити роз'єднання окиснювального фосфорилювання за допомогою 2,4-динітрофенолу (практикум, робота 56).

 

Програма самопідготовки студентів до заняття.

1. Вузлові питання біоенергетики: енергетичні субстрати, механізм вилучення і запасання енергії, шляхи використання енергії в організмі.

2. Екзергонічні і ендергонічні процеси.

3. Типи реакцій біологічного окиснення: дегідрогеназні, оксигеназні, оксидазні, вільнорадикальні, їх суть і біологічне призначення.

4. Макроергічний зв’язок, макроергічні сполуки.

5. Шляхи синтезу АТФ в клітинах: субстратне та окисне фосфорилювання, їх відмінності.

6. Тканинне дихання: локалізація, молекулярна організація мітохондріального дихального ланцюга, послідовність реакцій, редокс-потенціали.

7. Ферменти біологічного окиснення в мітохондріях: піридинові, флавінзалежні дегідрогенази, цитохроми, їх будова і функції.

8. Молекулярні комплекси внутрішньої мембрани мітохондрії: НАДН-КоQ-редуктаза, сукцинат-КоQ-редуктаза, КоQ- цит.с1- редуктаза, цит. с – оксидаза.

9. Шляхи включення НАДН і ФАДН2 в дихальний ланцюг мітохондрій.

10. Суть хеміосмотичної теорії окисного фосфорилювання:

а) механізм формування трансмембранного потенціалу протонів на внутрішній мембрані мітохондрій;

б) будова, механізм функціонування Н+ АТФ-синтетази;

в) ділянки спряження окиснення і фосфорилювання в дихальному ланцюзі мітохондрій для НАДН і ФАДН2;

г) коефіцієнт окисного фосфорилювання, дихальний контроль.

11. Умови ефективного спряження окиснення і фосфорилювання, роль вітамінів.

12. Причини і наслідки порушень тканинного дихання і окисного фосфорилювання:

а) інгібітори транспорту електронів, приклади, місце їх дії;

б) роз’єднувачі окиснення і фосфорилювання, приклади.

 

Семінарське обговорення теоретичних питань:

 12.30-14.00год. 

 

Тестові завдання та ситуаційні задачі.

1. У хворого гіперфункція щитовидної залози. Як це вплине на процес тканинного дихання і окисного фосфорилювання?

2. Встановлено, що у хворого має місце активація перекисного окиснення ліпідів. Як це вплине на окисне фосфорилювання?

3. Субстратами мітохондріального дихального ланцюга є продукти, що утворюються в:

A.   ШКТ.

B.    В гліколізі (анаеробна фаза).

C.   Циклі Кребса.

D.   Ендоплазматичному ретикулумі.

E.    В глюконеогенезі.

4. Де відбувається утворення АТФ в час окисного фосфорилювання?

A.   В мітохондріях (зовнішня мембрана).

B.    В цитозолі.

C.   В дихальному ланцюгу мікросом.

D.   На рибосомах.

E.    На АТФ-синтетазі, що знаходиться в матриксі і пронизує внутрішню мембрану.

 

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. Реакції біологічного окиснення;  типи реакцій (дегідрогеназ­­­ні, гідроксилазні, оксидазні, оксигеназні, вільнорадикальні), їх суть і біологічне значення. Тка­нинне дихання.

2. Ферменти біологічного окиснення  в  мітохондріях: піридин-, флавін-залежні дегідрогенази, цитохроми.

3. Послідовність компонентів дихального ланцюга мітохондрій. Молекулярні комплекси внутрішніх мембран мітохондрій.

4. Хеміосмотичну теорію окисного фосфорилювання: трансмембранний потенціал протонів, пункти спряження дихання і фосфорилювання, механізм функціонування Н+ АТФ-синтетази.

5. Інгібітори транспорту електронів та роз’єднувачі окисного фосфорилювання, наслідки їх впливу на організм.

6. Мікросомальне окиснення: молекулярна організація оксигеназних ланцюгів переносу електронів, цитохром Р-450, в5.

 

Студент повинен вміти:

1. Дослідити наявність цитохромоксидази у м’язах, проаналізувати значення цього фермента в процесі тканинного дихання.

2. Дослідити вплив 2, 4-динітрофенолу на окисне фосфорилювання, пояснити механізм його роз’єднуючої дії.

 

 

Еталони відповідей на тести і ситуаційні задачі:

1. Тироксин у надлишку роз’єднує дихання і фосфорилювання, тому у хворого буде спостерігатись підвищення tо тіла (переважає вільне окиснення), дефіцит АТФ у тканинах.

2. Активація перекисного окиснення ліпідів може спричинити руйнування мітохондріальних мембран, в результаті чого порушаться процеси окисного фосфорилювання і утворення АТФ.

3. С.

4. Е.

Джерела інформації

Основні:

1.     Гонський Я. І., Максимчук Т. П., Калинський М. І. Біохімія людини – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002 – С. 256-286.

2.     Губський Ю. І. Біологічна хімія. – Київ–Вінниця: Нова книга, 2011. – С. 157-174.

3.     Губський Ю. І. Біологічна хімія. – Київ–Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – С.  122-136.

4.     Біологічна хімія: Лабораторний практикум / За ред. Я. І. Гонського. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – С.112-115, 117-119, 124-125.

5.     Конспекти лекцій.

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

7.      > Інтранет > На допомогу студентам > Презентації лекцій

Додаткові:

1.     Клінічна біохімія / За ред. О. Я. СкляроваК.: 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