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. 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