Практична робота

Реакції, що виявляють особливості хімічної структури гормонів

інсуліну та адреналіну.

Гормони – біологічно активні органічні речовини різної хімічної природи. Інсулін є простим білком, що містить сірковмісні амінокислоти; адреналін – похідний амінокислоти тирозину.

Дослід 1. Біуретова реакція.

Принцип методу. Інсулін є простим білком і дає характерні кольорові реакції на білок.

Матеріальне забезпечення: 10 % розчин NaOH, СuSO₄, інсулін.

Хід роботи: До 10 крапель інсуліну додають 5 крапель 10 %-го розчину NaOH і краплю розчину CuSO₄. Рідина забарвлюється у фіолетовий колір.

Зробити висновок.

Дослід 2. Реакція Фоля.

Принцип методу. Сірковмісні амінокислоти, особливо цистеїн і цистин, при кип’ятінні з лугом втрачають сірку, яка відщеплюється у вигляді сірководню. Сірководень, взаємодіючи з лугом, утворює сульфіди, які можна виявити при додаванні плюмбуму ацетату (реактиву Фоля). Сульфіди утворюють з ним коричневий або чорний осад плюмбуму сульфіду.

Матеріальне забезпечення: реактив Фоля, інсулін.

Хід роботи: До 5 крапель інсуліну додають 5 крапель реактиву Фоля і кип’ятять. Через 1-2 хвилини після відстоювання утворюється бурий або чорний осад сульфіду свинцю.

Зробити висновок.

Дослід 3. Реакція з хлорним залізом.

Принцип методу. Адреналін легко окиснюється на повітрі з утворенням адренохрому, який дає смарагдово-зелене забарвлення із феруму хлоридом.

Матеріальне забезпечення: хлорне залізо, аміак, адреналін.

Хід роботи: До 3 крапель розчину адреналіну додають 1 краплю розчину хлорного заліза. Рідина забарвлюється в смарагдово-зелений колір. Якщо додати аміаку спостерігається зміна забарвлення у червоне, а потім – коричневе.

Зробити висновок.

Клініко-діагностичне значення. Вивчення метаболізму гормонів і медіаторів має велике значення для діагностики ендокринних розладів, а також оцінки функціонального стану організму при багатьох інших формах патологій, які пов’язані з порушенням центральної, вегетативної нервової систем, серця, печінки, нирок і інших паренхіматозних органів.

Будь-які порушення в системі гіпоталамус-гіпофіз-кора наднирникових залоз безпосередньо приводять до зміни продукції гормонів наднирників.

При інтерпретації результатів потрібно пам’ятати, що виділення адреналіну у мужчин і жінок майже однакове, за винятком дітей 12-15 років (у хлопчиків більше виділяється ніж у дівчаток) і в 41-50 років (у чоловіків більше, ніж у жінок).

Виділення норадреналіну до віку 8-11 років однакове у дівчат і хлопців, а в наступні періоди екскреція його у жінок вища, ніж у чоловіків. Виділення адреналіну і норадреналіну у різні періоди доби неоднакове. Так, в день воно становить 7,5 ± 1,1 і 30,9 ± 3,5, а вночі 1,9 ± 0,84 і 11,3 ± 4,2 мг/хв.

Паління, фізичне навантаження, емоційний стрес викликають екскрецію катехоламінів із сечею. Збільшення екскреції катехоламінів спостерігається при цирозах печінки, при загостреннях виразкової хвороби шлунка і 12-типалої кишки. Порушення екскреції спостерігається в патогенезі уремій.

Контроль виконання лабораторної роботи

1. Пояснити хімічну природу інсуліну за реакцією осадження сульфосаліциловою кислотою. Пояснити специфічність цієї реакції.

2. За допомогою яких реакцій можна виявити білково-пептидні гормони? Які гормони білкової та пептидної природи ви знаєте?

3. Виявлення адреналіну хлоридом заліза (III). Поясніть принцип методу. Яка хімічна природа адреналіну? Напишіть його формулу.

4. Що лежить в основі зміни забарвлення реакційної суміші у біуретовій реакції, реакції Фоля?

5. Що спричинює збільшення екскреції катехоламінів із сечею?

6. Час життя більшості гормонів у крові порівняно невеликий. Так, якщо ввести тварині радіоактивно мічений інсулін, то половина введеного гормону інактивується у крові протягом 30 хв. Чому важлива відносно швидка інактивація циркулюючих гормонів? Як може підтримуватися постійний рівень гормону в крові за нормальних умов, якщо врахувати його швидку інактивацію? Якими шляхами організм здійснює швидкі зміни концентрації циркулюючих гормонів в організмі?

7. Вазопресин і окситоцин знаходяться в задній долі гіпофізу. Вкажіть, де вони синтезуються і як потрапляють в задню долю гіпофізу?

8. Які переваги надає організму синтез гормонів у вигляді прегормонів і прогормонів?

Приклади тестів “Крок-1”

1. Продуктами гідролізу та модифікації деяких білків є біологічно активні речовини – гормони. З якого із наведених білків у гіпофізі утворюються ліпотропін, кортикотропін, меланотропін та ендорфіни?

A. Тиреоглобулін

B. Нейростромін

C. Проопіомеланокортин (ПОМК)

D. Нейроальбумін

E. Нейроглобулін

2. Хворий 40-ка років скаржиться на сильне серцебиття, пітливість, нудоту, порушення зору, тремор рук, підвищення артеріального тиску. З анамнезу було встановлено діагноз феохромоцитома. Гіперпродукція яких гормонів зумовлює цю патологію?

A. Альдостерон

B. Катехоламіни

C. Глюкокортикоїди

D. Тироксин

E. АКТГ

3. Інозитолтрифосфати утворюються в тканинах організму в результаті гідролізу фосфатидилінозитолдифосфатів і відіграють роль вторинних посередників (месенджерів) в механізмі дії гормонів. Їхній вплив у клітині спрямований на:

A. Активацію протеїнкінази

B. Вивільнення іонів кальцію з клітинних депо

C. Гальмування протеїнкінази

D. Гальмування фосфодієстерази

E. Активацію аденілатциклази

4. Для передачі гормонального сигналу у фосфоінозитидній системі неохідно активувати протеїкіназу С, яка фосфорилює білки. Вкажіть сполуку, яка активує даний фермент?

A. Моноацилгліцерол

B. Триацилгліцерол

C. Гліцерол

D. Фосфоетаноламін

E. Діацилгліцерол

5. Вкажіть, яким гормоном регулюється водний баланс і осмотичний тиск у плазмі крові, а також стимулюється скорочення гладких м’язів?

А. Пролактин

В. Соматостатин

С. Кортиколіберин

D. Вазопресин

Е. Кініни

6. Хворий скаржиться на поліурію (5 л сечі на добу) і спрагу. Біохімічні показники: вміст глюкози в крові 5,1 ммоль/л, питома густина сечі 1,010. Глюкоза та кетонові тіла відсутні. Яка можлива причина такого стану?

А. Мікседема

В. Стероїдний діабет

С. Цукровий діабет

D. Тиреотоксикоз

Е. Нецукровий діабет

Індивідуальна самостійна робота студентів

1. Ендокринні функціїї підшлункової залози в нормі та при патології.

Література

Основна:

1. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – С. 330-385.

2. Губський Ю. І. Біологічна хімія. – Київ-Вінниця: Новакнига, 2009. – С. 396 - 463.

3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – С. 154-168, 175-191, 203-209.

4. Вороніна

5. Біологічна хімія. Тести та ситуаційні задачі. / За ред. О.Я. Склярова. – Львів: Світ, 2006. – 271 с.

6. Біохімічний склад рідин організму та їх клініко-діагностичне значення. Довідник / За ред. Склярова О.Я. – Київ: Здоров’я, 2004. – 191 с.

Додаткова:

1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина, 1990. – С. 170 – 203.

2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина, 1998. – С. 248 – 297.

3. Кулинский В.И., Колесниченко Л.С. Молекулярные механизмы действия гормонов. Рецепторы, нейромедиаторы.Системы со вторыми посредниками // Биохимия. – 2005. – Т. 70, вып. 1. – с. 33-50.

4. Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека. Т.2. – М.: Мир; Бином. Лаборатория знаний, 2009. – С. 147 – 273.

Змістовий модуль № 15. Біохімія нейро-гуморальної регуляції метаболізму.

Тема № 6. Дослідження молекулярно-клітинних механізмів дії стероїдних та тиреоїдних гормонів на клітини-мішені. Гормональна регуляція гомеостазу кальцію.

Мета заняття: Вміти аналізувати зміни обміну речовин та біохімічних показників, які характеризують обмін вуглеводів, білків і ліпідів при порушеннях функціонування ендокринних залоз, що відповідають за синтез стероїдних та тиреоїдних гормонівта узагальнювати прогностичну оцінку цих порушень. Знати механізми гормональної регуляції гомеостазу кальцію: розподіл Са²⁺ в організмі, форми кальцію в плазмі крові людини, вклад кісткової тканини, тонкої кишки та нирок в гомеостаз кальцію.

Актуальність теми: Стероїдним та тиреоїднимгормонам належить важлива роль у механізмі підтримки гомеостазу організму. Шляхом впливу на генетичний апарат клітини вони здатні змінювати інтенсивність обміну речовин в клітинах-мішенях і в організмі в цілому. Усвідомлення механізмів нейрогуморальної регуляції обміну речовинстероїдними та тиреоїдними гормонами дає основу для діагностики правильної та раціональної терапії при ендокринопатіях.

Конкретні завдання:

Ø Аналізувати зміни обміну речовин та біохімічних показників, які характеризують обмін вуглеводів, білків і ліпідів при порушеннях функціонування ендокринних залоз та узагальнювати прогностичну оцінку цих порушень.

Ø Трактувати молекулярні механізми прямої регуляторної дії на геном клітин – мішеней гормонами стероїдної природи.

Ø Пояснити біохімічні механізми виникнення та розвитку патологічних процесів та типових проявів порушень ендокринної системи організму.

Ø Трактувати механізми гормональної регуляції гомеостазу кальцію: розподіл кальцію в організмі, форми кальцію в плазмі крові людини, вклад кісткової тканини, тонкої кишки та нирок в гомеостазі кальцію.

Теоретичні питання

1. Механізм дії (цитозольний) тироїдних гормонів щитоподібної залози та стероїдних гормонів (цитозольні та ядерні рецептори).

2. Тиреоїдні гормони щитоподібної залози:

· структура та біосинтез тиреоїдних гормонів;

· біологічні ефекти Т₄ та Т₃;

· патологія щитоподібної залози; особливості порушень метаболічних процесів за умов гіпер- та гіпотиреозу;

· механізми виникнення ендемічного зобу і його попередження.

3. Стероїдні гормони: номенклатура, класифікація. Схема генезу стероїдних гормонів з холестеролу.

4. Стероїдні гормони кори наднирників (С₂₁-стероїди):

· структура, фізіологічні та біохімічні ефекти глюкокортикостероїдів (кортизол, кортикостерон), роль кортизолу в регуляції метаболізму (вуглеводів, білків, ліпідів);

· біохімічні основи протизапальних властивостей глюкокортикоїдів;

· структура, фізіологічні та біохімічні ефекти мінералокортикостероїдів (альдостерон); роль альдостерону в регуляції водно-сольового обміну;

· характеристика гіпер- та гіпокортицизму. Хвороба Іценко-Кушинга, Адісонова хвороба (бронзова), альдостеронізм, хвороба Кона.

5. Стероїдні гормони статевих залоз:

· жіночі статеві гормони: естрогени – естрадіол, естрон (С₁₈-стероїди), прогестерон (С₂₁-стероїди); фізіологічні та біохімічні ефекти; зв'язок з фазами менструального циклу; регуляція синтезу та секреції;

· чоловічі статеві гормони (андрогени) – тестостерон, дигідротестостерон (С₁₉-стероїди); фізіологічні та біохімічні ефекти, регуляція синтезу та секреції;

· клінічне застосування аналогів та антагоністів гормонів статевих залоз.

6. Механізм дії паратгормону і кальцитоніну. Паратгормон – будова, механизм гіперкальціємічної дії. Кальцитріол: біосинтез; вплив на абсорбцію Са²⁺ та фосфатів в кишечнику. Кальцитонін – будова, вплив на обмін кальцію і фосфатів.

7. Клініко-біохімічна характеристика порушень кальцієвого гомеостазу (рахіт, остеопороз). Гіперпаратиреоїдизм і гіпопаратиреоїдизм. Розподіл Са²⁺ в організмі; молекулярні форми кальцію в плазмі крові людини. Роль кісткової тканини, тонкої кишки та нирок в гомеостазі кальцію.

8. Загальна характеристика гормоноподібних речовин. Біохімічні основи гормональної регуляції процесів травлення: гормони ГЕП (гостро - ентеро - панкреатичної) – системи тракту. Гастрин. Холецистокінін. Секретин.

9. Біогенні аміни з гормональними та медіаторними властивостями: будова, біосинтез, фізіологічні ефекти, біохімічні механізми дії (серотоніну, мелатоніну, гістаміну). Рецептори біогенних амінів; рецепторна дія лікарських засобів, антагоністи гістамінових рецепторів.

10. Ейкозаноїди: загальна характеристика; номенклатура (простаноїди – простагландини, простацикліни, тромбоксани, лейкотрієни):

· біосинтез простаноїдів та тромбоксанів; простагландинсинтазний комплекс (циклооксигеназа, пероксидаза), їх біологічні та фармакологічні властивості;

· біосинтез лейкотрієнів; 5-ліпоксигеназа, їх біологічні властивості;

· клінічне застосування ейкозаноїдів, аспірин та інші нестероїдні протизапальні засоби як інгібітори синтезу простагландинів.

Дата добавления: 2014-11-25