Вопросы, изученные на предшествующих дисциплинах и необходимые для освоения темы

Конкретные цели и задачи.

Практическое занятие №8

Тема занятия: коллоквиум по Модулю 1 «Введение в метаболизм»

Мотивация изучения темы. Знание основополагающих принципов организации метаболизма является теоретическим фундаментов для понимания основных закономерностей функционирования живой материи на внутриклеточном, тканевом, организменном уровне существования живых систем и необходимо для последующего изучения всего курса биологической химии

Цели занятия.

Общая цель: изучения темы направлено на формирование компетенций по ФГОС специальности 060105 Медико-профилактическое (ПК-31) через интегрирование знания об основополагающих принципах организации метаболизма

После изучения темы студент должен:

«Знать»

· Суточную потребность здорового человека в основных питательных веществах

_· химизм: окислительного декарбоксилирования пирувата, последовательность реакций цитратного цикла (цикла Кребса),тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, реакций микросомального окисления, образования и инактивации активных форм кислорода

· Значения коэф­фи­циента Р/Одля различных субстратов тканевого дыхания

· Механизмы сопряжения биологическогоокисления и фосфорилирования; разобщения окисления и фосфорилирования

«Уметь»

· объяснять роль липоевой кислоты и витаминов тиамина, рибофлавина, никотиновой кислоты пантотеновой кислоты в реакциях катаболизма

· характеризовать пищевые продукты как источники антиоксидантов

· схематично изображать структурную организацию цепи переноса электронов и протонов;

«Владеть» терминологией: биоло­­ги­­ческое окисление, анаболизм, катаболизм, макроэргичес­кие соединения (АТФ, креатинфосфат), тканевое дыхание, окислительное фосфорилиро­ва­­ние, гипоксия, дыхательная цепь (цепь переноса электронов, ЦПЭ), дыхательный контроль, гипоэнергетическое состояние, разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, коэффициент Р/О, ПОЛ (перекисное окисление липидов), АОЗ (антиоксидантная защита), микросомальное окисление, пероксидаза, каталаза, супероксиддисмутаза, глутатиопероксидаза, глутатионредуктаза, цитохром- Р₄₅₀, мембрано­деструк­ция, антиоксиданты, прооксиданты.

общая и неорганическая химия: понятия «окисление» («окислитель»), «восстановление» («восстановитель»), «окислительно-восстановительные реакции», «редокс-потенциал», сурпероксидный анион, синглетный кислород, гидроксильный радикал, пероксидный радикал, свободно-радикальные реакции.

органической химии: радикал жирной кислоты, глутатион, хиноны

биология: строение митохондриальной мембраны; микросомы, пероксисомы

Задания для самостоятельной подготовки к практическому занятию:

1. Перечень контрольных вопросов для самоконтроля знаний.

1. Химическая природа, физико-химические свойства и биологическая роль ферментов. Определение понятия: кофактор, холофермент, апофермент, кофермент, субстрат, продукт.

2. Строение ферментов - простых, сложных, изоферментов: активный и аллостерический центры, роль в катализе.

3. Механизм действия ферментов: теории Фишера, Кошланда. Стадии ферментативного катализа. Понятие о фермент-субстратном комплексе.

4. Кинетика ферментативных реакций (влияние на активность ферментов температуры, рН, концентрации фермента, концентрации субстрата)

5. Ингибиторы ферментов. Использование ингибиторов ферментов в медицине

6. Регуляция активности ферментов: аллостерическая, частичный протеолиз

7. Регуляция активности ферментов: фосфорилирование-дефосфорилирование, регуляция белковыми ингибиторами

8. Классификация и номенклатура ферментов. Локализация и компартментализация ферментов в клетке и тканях. Органоспецифические ферменты.

9. Использование ферментов в медицине (Энзимодиагностика, энзимотерапия)

10. Энзимопатология. Понятие о первичных и вторичных энзимопатиях.

11. Основные этапы катаболизма пищевых веществ и образования субстратов для биологического окисления. Общий путь катаболизма, его роль в метаболизме.

12. Макроэргические вещества. АТФ как основное макроэргическое соединение клетки. Цикл АТФ-АДФ. Понятие о субстратном и окислительном фосфорилировании.

13. Пируватдегидрогеназный комплекс: структура, функция, коферменты. Связь с обменом витаминов. Превращение пирувата в АцКоА. Связь процесса с циклом Кребса и тканевым дыханием.

14. Цикл Кребса, как общий (универсальный) этап утилизации белков, жиров и углеводов и образования субстратов тканевого дыхания. Энергетический баланс одного оборота. Регуляция ЦТК. Реакции взаимосвязи ЦТК с гликолизом и окислительным фосфорилированием.

15. Состав, структура ферментативных комплексов и других компонентов дыхательной цепи, их локализация и функции во внутренней мембране митохондрий. Роль кислорода. Каскадные изменения свободной энергии при переносе электронов по дыхательной цепи.

16. Механизм сопряжения окисления и фосфорилирования. Коэффициент Р/0. Хемиосмотическая теория Митчелла. Дыхательный контроль как основной механизм регуляции сопряжения окисления и фосфорилирования.

17. Механизмы разобщения окисления и фосфорилирования. Особенности функционирования бурой жировой ткани.

18. Моно- и диоксигеназные пути использования кислорода в клетке. Пероксидазный и радикальный пути использования кислорода.

19. Реакции образования активных форм О₂ (О₂^-, ֹОН, ¹O₂, О₂^2-, R-ООֹ), значение в физиологии и патологии клетки. Механизмы свободно-радикального окисления молекул и антиоксидантной защиты.

Ориентировочная основа действия для проведения самостоятельной деятельности студентов в учебное время. Решение ситуационных задач

Задача. При недостатке поступления О₂ в ткани развивается гипоэнергетическое состояние, которое может привести к воспалительной реакции, а затем и некрозу данной области. Почему гипоксия вызывает снижение синтеза АТФ и почему уменьшение синтеза АТФ приводит к гибели клетки?

Пример решения. Гипоксия вызывает снижение синтеза АТФ, так как O₂ – конечный акцептор электронов в ЦПЭ. Уменьшение синтеза АТФ может привести к гибели клетки, так как у клетки не будет необходимого количества энергии.

1. Гипоэнергетическое состояние может возникнуть вследствие дефицита витамина В₁. Объясните, какие реакции общего пути катаболизма нарушаются при гиповитаминозе В₁. Улучшится ли состояние больных гиповитаминозом В₁ при увеличении в их пищевом рационе углеводов?

2. Гиповитаминоз пантотеновой кислоты (В3) практически не встречается, т. к. она обнаружена повсеместно: в тканях животных, растений, микроорганизмов. Указать кофермент данного витамина, назвать тип реакций, в которых он участвует. Изобразить схематически строение коферментной формы В3

3. Объясните, почему при отравлении 2,4-динитрофенолом отмечается у пациентов тяжёлая пирогенная реакция (подъём температуры).

4. Объясните механизм токсического действия на организм барбитуратов, цианидов

5. В суспензию митохондрий добавили 0,6 ммоль/мл малата и 0,3 ммоль/мл АДФ. Поглощение кислорода, начавшееся сразу после добавления малата и АДФ, через некоторое время прекратилось. Почему? Почему?

6. Гипоксия часто вызывает активацию свободно-радикального повреждения мембран и белков клеток. Назовите витамины, обладающие антиоксидантной активностью, которые могут предотвратить повреждение биомолекул. Что происходит с молекулой витамина-антиоксиданта после взаимодействия со свободными радикалами?

7. Новорожденный в течение родов перенес гипоксию. При гипоксии усиливаются процессы генерации свободных радикалов. Какие витамины будут показаны для усиления нейтрализации образуемых свободных радикалов? Каков механизм их действия?

8. 2,4-динитрофенол, который разобщает процесс окислительного фосфорилирования, пытались использовать для борьбы с ожирением. На чем основывался этот выбор? В настоящее время подобные вещества уже не применяются в качестве лекарственных препаратов, так как известны случаи, когда их применение приводило к летальному исходу. Почему прием таких препаратов может привести в гибели?

9. Немедленное введение нитрита, окисляющего феррогемоглобин (Fe²⁺) в ферригемоглобин (Fe³⁺), оказывает эффективное лечебное действие при отравлении цианидом. Какова основа действия этого антидота?

10. У мужчины, в течение многих лет злоупотреблявшего алкоголем, появились воспаления слизистой оболочки языка, губ, помутнение хрусталика, общая мышечная слабость. В анализе крови установлено значительное снижение активности глутатионредуктазы эритроцитов. Активность фермента выросла после добавления в пробу рибофлавина. Какой кофермент входит в состав глутатион-редуктазы эритроцитов?

11. В клинику поступила пациентка с отравлением снотворными препаратами - производными барбитуровой кислоты. Какие соединения нужно ввести больной для восстановления тканевого дыхания на период выведения снотворного препарата из организма?

А. Изоцитрат. Б. Ацил-КоА. В. Малат. Д. Сукцинат.

12. Кислород необходим для ряда реакций, приводящих к образо­ванию соединений пероксидной природы, с помощью которых лейко­циты уничтожают фагоцитированные микроорганизмы. Какие про­цессы при этом активируются в лейкоцитах?

Задания для контроля уровня сформированности компетенций в учебное время.

Выполнить индивидуальные тестовые задания

Этапы проведения занятия:

1) Вводная беседа – 5 мин

2) Коллоквиум, тестовый опрос – 80 мин

3) Подведение итогов занятия - 5 мин

Оценивание уровня сформированности компетенций обучающихся проводится по балльно – рейтинговой системе.

Модуль II: Метаболизм углеводов

Дата добавления: 2014-12-27