Исходный уровень знаний и навыков. 1 Строение, классификацию и свойства основных классов аминокислот
Студент должен знать:
1 Строение, классификацию и свойства основных классов аминокислот.
2 ЦТК, реакции, ферменты, механизмы регуляции.
3 Механизм микросомального окисления.
4 Строение витамина В6 и его коферментные формы.
Студент должен уметь:
1 Проводить исследование на колориметре.
Структура занятия
Теоретическая часть
1.1 Основные реакции обмена аминокислот:
1.1.1 Реакции на радикал:
а) гидроксилирование (про, лиз, фен). Механизм микросомального окисления (роль аскорбата, NADPH, цитохрома P450 и др.), примеры, биологическое значение;
б) разрыв (механизм, биологическое значение);
в) метилирование и др.
1.1.2 Реакции на карбоксильную группу:
а) декарбоксилирование (на примере гис, тир, трп, глу) – механизм, ферменты, биологическая роль;
б) восстановление – ферменты, биологическая роль.
1.1.3 Реакции на аминогруппу:
а) виды дезаминирования (окислительное, восстановительное, гидролитическое, внутримолекулярное), их медико-биологическое значение;
б) прямое окислительное дезаминирование – механизм, ферменты, коферменты, биологическое значение;
в) реакции переаминирования – ферменты, коферменты, биологическое значение;
г) непрямое окислительное дезаминирование – механизм, ферменты, коферменты, биологическое значение.
1.2 Аммиак, пути его образования и механизмы токсичности.
1.2.1 Пути детоксикации аммиака:
а) восстановительное аминирование;
б) образование амидов (глн и асн);
в) аммониогенез;
в) биосинтез мочевины, реакции, ферменты, локализация, биологическая роль цикла синтеза мочевины (ЦСМ). Энергетическая емкость ЦСМ. Связь ЦСМ с ЦТК и обменом аминокислот. Роль ЦСМ в регуляции КОС.
1.3 Врожденные дефекты ферментов ЦСМ, основные клинические проявления.
1.4 Пути вступления аминокислот в ЦТК (схема). Глико- и кетогенные аминокислоты.
Практическая часть
2.1 Решение задач.
2.2 Лабораторная работа.
Задачи
1 В какие из соединений превращаются при окислении сер, ала и цистеин:
а) a-кетоглутарат; б) пируват; в) фумарат; г) сукцинат; д) цитрат; е) ни в одно из указанных?
2 Биосинтез мочевины наиболее активен в:
а) почке; б) скелетной мышце; в) печени; г) тонкомкишечнике; д) мозге; е) миокарде?
3 Аммоний в моче образуется:
а) под действием глутаминазы на глутамин;
б) при окислении аминокислот L-аминооксидазо;
в) при окислении аминов аминооксидазо;
г) дезаминированием аспартата аспартатаммиаклиазо;
д) под действием аспарагиназы на аспараги;
е) из карбамоилфосфата в условиях ацидоза?
4 Коэнзимы, участвующие в реакциях трансаминирования, образуются из витаминов:
а) PP; б) B6; в) B2; г) B1; д) B12; е) U?
5 Какие аминокислоты являются одновременно кето- и глюкогенными:
а) лей; б) вал; в) арг; г) гис; д) лиз; е) ала?
6 Через какие интермедиаты арг, гис, про вступают в ЦТК?
а) цитрат; б) сукцинат; в) фумарат; г) пируват; д) оксалоацетат; е) a‑кетоглутарат?
7 Какие ферменты участвуют в ЦСМ:
а) глутаминаза; б) уреаза; в) аргининсукцинатлиаза; г) ацетилорнитиназа; д) аргиназа; е) аспартатаммиаклиаза?
8 Прямым донором азота мочевины являются:
а) орнитин; б) мет; в) асп; г) глу; д) креатинин; е) глн?
9 Биосинтез глюкозы из асп включает реакции:
а) дефосфорилирования; б) гидролиза; в) гидроксилирования; г) дезаминирования; д) трансаминирования; е) оксидо-редукции; ж) изомеризации; з) карбоксилирования?
10 Какие из соединений могут образоваться из ала при трансаминировании:
а) a-кетоглутарат; б) глу; в) асп; г) ацетил-КоА; д) пируват; е) глн?
11 Глутаминазная активность почек при ацидозе:
а) возрастает; б) снижается; в) не изменяется?
12 Объясните механизм участия ЦСМ в реакциях КОС при ацидозе:
а) активируется для удаления аммиака;
б) активируется для удаления кислот;
в) тормозится для сохранения HCO3-;
г) уменьшает потерю воды;
д) обеспечивает регенерацию асп;
е) все вместе.
13 Кетогенные аминокислоты:
а) дают положительную реакцию на кето-группу;
б) участвуют в реакциях кетогенеза;
в) снижают содержание кетоновых тел в крови;
г) увеличивают содержание кетоновых тел в крови;
д) активируют цикл Кребса;
е) активируют протеолиз;
ж) превращаются в кетокислоты;
з) ингибируют протеолиз;
и) являются заменимыми;
к) являются незаменимыми?
14 Глутамат, доставляемый кровью в ткань мозга, превращается там в глутамин, который можно обнаружить в оттекающей от мозга крови. Каков смысл этого метаболического превращения?
15 Объясните антигипоксический, защитный эффект глутамата, назначаемого при истощении, утомлении, интоксикации и др. экстремальных ситуациях.
16 Альбумин сыворотки крови здорового человека составляет 56 % от уровня общего белка, величина последнего – 74,2 г/л. Определите величину белкового коэффициента и объясните его клинико-диагностическое значение.
Лабораторная работа.Количественное определение мочевины в сыворотке крови и в моче
Принцип метода. Мочевина образует с диацетилмонооксимом в сильнокислой среде в присутствии тиосемикарбазида и ионов трехвалентного железа комплекс красного цвета, интенсивность окраски которого пропорциональна содержанию мочевины.
Меры предосторожности по ходу работы. Обращаться с осторожностью, т. к. реактив 2 содержит ядовитое вещество тиосемикарбазид, а в рабочем растворе содержится серная кислота.
Ход работы. Осуществляется в соответствии с таблицей 1.
Таблица 1
| Реагент | Проба | Эталон | Контр. раствор |
| Сыворотка или разведенная моча | 0,01 | - | - |
| Реактив 1 | - | 0,01 | - |
| Дистиллированная вода | - | - | 0,01 |
| Реактив 2 | 2,0 | 2,0 | 2,0 |
В пробирку отмеривают 0,01 мл сыворотки крови или разведенной мочи, добавляют 2 мл рабочего раствора (реактива 2), содержащего смесь раствор диацетилмонооксима, тиосемикарбазида и хлорида железа в кислой среде.
Эталонную пробу обрабатывают точно так же, используя вместо 0,01 мл сыворотки крови 0,01 мл эталонного раствора мочевины (реактива 1).
Содержимое пробирок тщательно перемешивают, пробирки закрывают алюминиевой фольгой и помещают точно (!) на 10 мин в кипящую баню.
Затем пробирки быстро охлаждают в токе холодной воды и не позднее (!) 15 мин после охлаждения, измеряют оптическую плотность пробы (A1) и эталона (A2) против контрольного раствора (реактив 2) в кювете 10 мм при длине волны 490–540 нм (зеленый светофильтр).
Мочу перед анализом разводят дистиллированной водой в соотношении 1 : 100, а результат умножается на коэффициент разведения.
Расчет:
[Мочевина] = 16,65(А1/А2)(моль/л).
Норма. 2,5–8,3 ммоль/л.
Выводы. Записать полученный результат и дать его клинико-диагностическую оценку.
Предупреждение. При содержании мочевины в пробе свыше 23 ммоль/л пробу следует развести дистиллированной водой, анализ провести повторно, а полученный результат умножить на коэффициент разведения.
При определении мочевины в гемолитических или липемических сыворотках пробу необходимо депротеинировать 5 %-ным раствором ТХУ. Для этого в пробирке смешивают 0,1 мл пробы с 1 мл раствора ТХУ и центрифугируют. Точно так же разбавляют и эталонный раствор мочевины. Для собственно анализа отмеривают 0,1 мл надосадочной жидкости. Далее определение проводят как при анализе без депротеинирования. Таким же способом можно анализировать цельную кровь.
Клинико-диагностическое значение. На долю мочевины приходится половина остаточного азота крови, именно та часть, которая в наибольшей степени задерживается в крови при нарушении функции почек. При патологии почек уровень мочевины в крови нарастает гораздо быстрее, чем остальных компонентов остаточного азота. К тому же определение уровня мочевины в крови технически проще осуществимо, чем остаточного азота. В связи с этим уровень ее в крови, прежде всего, характеризует экскреторную функцию почек.
Повышение содержания мочевины в крови отмечается у больных с другими патологическими состояниями – рефлекторной анурией, обструкцией (камни и злокачественные новообразования) в мочевыводящих путях, усиленным распадом белка (острая желтая атрофия печени, тяжелые инфекционные заболевания, обширные травмы и др.).
Верхняя граница содержания мочевины в сыворотке крови зависит от характера питания. При приеме белков в сутки свыше 2,5 г/кг веса уровень мочевины может возрастать до 10 ммоль/л.
Снижение уровня мочевины в крови наблюдается редко и отмечается обычно при дефиците белка в рационе. При беременности также возможно снижение концентрации мочевины в крови ниже 3,33 ммоль/л.
Выводы. Записать полученный результат и дать его клинико-диагностическую оценку.
Рекомендуемая литература
Основная
1 Материал лекций.
2 Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1990. С. 337–354; 1998. С. 428–451.
3 Николаев А. Я. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1989. С. 313–327, 335–336.
Дополнительная
4 Марри Р. и др. Биохимия человека. М.: Мир, 1993. Т. 1. С. 259–272.
5 Филиппович Ю. Б. Основы биохимии. М.: Высшая школа, 1993. С. 255–258.
6 Ленинджер А. Основы биохимии. М.: Мир, 1985. Т. 2. С. 571–599.
7 Врожденные и приобретенные энзимопатии / Под ред. Т. Ташева. М.: Медицина, 1980. С. 126–129.
8 Вилкинсон Д. Принципы и методы диагностической энзимологии. М.: Медицина, 1981. С. 592–595.
Занятие 20
Особенности обмена аминокислот в норме
и при патологии
Цель занятия: сформировать представления об особенностях обмена отдельных аминокислот (АК) в норме и при патологии. Дать биохимическое обоснование практического применения аминокислот в медицине. Освоить методику определения активности трансаминаз в сыворотке крови.