Флуоресценція продуктів окиснення адреналіну
Тема №26. Класифікація та властивості гормонів. Механізми дії гормонів білково-пептидної природи.
Актуальність теми
Вивчення молекулярно-клітинних механізмів дії гормонів необхідне студентам для розуміння ролі ендокринної системи у регуляції реалізації впливу гормонів на активність внутрішньоклітинних систем дозволяє пояснити причини, які лежать в основі патологічних станів, викликаних розладами у функціонуванні ендокринних залоз та клітин-мішеней, а також формує у студентів підходи до корекції фармпрепаратами гіпо- або гіперфункцій залоз внутрішньої секреції.
Також важливими є знання щодо біохімії гормонів підшлункової залози - інсуліну і глюкагону. Це пов’язано у першу чергу з високою частотою ендокринних захворювань підшлункової залози і з необхідністю пошуку новітніх методик їх діагностики та лікування.
Мета заняття:
- засвоїти біохімічні та фізіологічні функції гормонів та інших біорегуляторів у системі міжклітинної інтеграції життєдіяльності організму людини.
- уміти пояснювати молекулярні механізми дії гормонів білково-пептидної природи, похідних амінокислот та біогенних амінів на клітини-мішені за участі сигнальних молекул-посередників.
- оволодіти методами якісного визначення інсуліну, адреналіну та продуктів окиснення адреналіну в біологічних рідинах.
Конкретні завдання:
Ø Трактувати поняття про гормони та фізіологічно активні сполуки.
Ø Трактувати механізми дії та особливості синтезу і секреції гормонів залоз внутрішньої секреції.
Ø Пояснювати механізм дії гормонів білково-пептидної природи та похідних амінокислот (катехоламіни) на клітини-мішені за участі сигнальних внутрішньоклітинних посередників.
Ø Пояснити роль цАМФ, протеїнкіназ та інших вторинних месенджерів в реалізації дії гормонів.
Ø Характеризувати механізми дії та вплив на обмін вуглеводів, ліпідів та білків інсуліну та адреналіну.
Ø Виявити інсулін та адреналін в досліджуваних розчинах.
Теоретичні питання
1. Загальна характеристика гормонів, їх класифікація:
· за місцем синтезу;
· за хімічною природою;
· за механізмом дії.
2. Мішені гормональної дії; типи реакцій клітин на дію гормонів. Рецептори гормонів: мембранні (іонотропні, метаботропні) та цитозольні рецептори.
3. Молекулярно-клітинні механізми дії білково-пептидних гормонів та біогенних амінів. Каскадні системи передачі хімічного сигналу біорегулятора: рецептори → G-білки → вторинні посередники → протеїнкінази.
4. Месенджерні функції циклічних нуклеотидів, системи Са2+/кальмодулін, фосфоінозитидів. Серинові, треонінові та тирозинові протеїнкінази й ефекторні функції клітини.
5. Білки-трансдуктори – G-білки. Молекулярна будова. Типи G-білків.
6. Аденілатциклаза:
· структура аденілатциклази;
· утворення аденілатциклазного комплексу.
7. Гормони підшлункової залози:
8. інсулін і глюкогон – будова, біосинтез та секреція; вплив на обмін вуглеводів, ліпідів, амінокислот та білків.
9. Гормони мозкової речовини надниркових залоз. Реалізація впливу адреналіну на клітини-мішені. Схема каскадного посилення сигналу
Практична робота
Дослід 1. Біуретова реакція (на прикладі інсуліну)
Принцип методу. За хімічною природою інсулін – простий білок, який у лужному середовищі реагує з купруму сульфатом, при цьому утворюються сполуки, забарвлені у фіолетовий колір.
Хід роботи. До 10 крапель інсуліну додають 5 крапель 10 % розчину NaOH і краплю розчину CuSO4. Рідина забарвлюється у фіолетовий колір.
Зробити висновок.
Дослід 2. Реакція Фоля(на прикладі інсуліну)
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.
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. Якісні реакції на адреналін Реакції виявлення адреналіну базуються на його здатності легко окиснюватися з утворенням забарвлених продуктів. Адреналін дає слабколужну реакцію, легко окиснюється на повітрі з утворенням адренохрому, внаслідок чого розчин забарвлюється в червоний колір. При взаємодії з нітритом натрію спостерігається жовтогаряче забарвлення, з діазореактивом - червоне і з хлорним залізом - зелене.
Реакція з хлорним залізом
Принцип методу: Адреналін легко окиснюється на повітрі з утворенням адренохрому, який дає смарагдово-зелене забарвлення із феруму хлоридом.
Хід роботи: у пробірку вносять 10 крапель дослідного розчину, який містить адреналін, і додають 1 краплю хлорного заліза. Спостерігають зелене забарвлення за наявності пірокатехіну в молекулі адреналіну. Якщо додати аміак, спостерігається зміна забарвлення на червоне, а потім – коричневе.
Флуоресценція продуктів окиснення адреналіну
Принцип методу: адреналін, окиснюючись киснем повітря, при додаванні лугу дає флуоресціюючі продукти.
Хід роботи: до 10 крапель води додають 6 крапель їдкого натру та 6 крапель адреналіну. Помістивши пробірку перед увімкнутим флуороскопом, спостерігають зелену флуоресценцію продуктів окиснення адреналіну.
Зробити висновок.
Значення для фармації та клініки. За умов норми концентрація адреналіну в плазмі крові становить 112 – 658 пг/мл; норадреналіну — менше 10 пг/мл. Підвищується екскреція адреналіну при артеріальній гіпертензії, феохромоцитомі, в гострий період інфаркту міокарда, нападах стенокардії, інфекційних захворюваннях. Знижений вміст адреналіну спостерігають при колагенозах, гострих лейкозах, ураженні гіпоталамуса, міастенії, синдромі Іценка-Кушінга тощо. Паління, фізичне навантаження, емоційний стрес викликають екскрецію катехоламінів із сечею. Збільшення екскреції катехоламінів спостерігають при гепатитних цирозах печінки, загостренні виразкової хвороби шлунка і 12-палої кишки. Порушення екскреції спостерігають в патогенезі уремії.
Література
Основна:
1. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508 с.
2. Вороніна Л.Н., Десенко В.Ф., Мадієвська Н.Н. та ін. Біологічна хімія.- Харків.: Основа, 2000.-.608с.
3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744 с.
4. Клінічна біохімія/За ред.. Склярова О.Я. - Київ: Медицина, 2006. – 432 с.
5. Лекції, які читаються на кафедрі.
Додаткова:
1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина,1990. – 542 с.
2. Строев Е.А., Биологическая химия.М.:Высшая школа,1986. – 479с.