Тема: Внутриклеточный обмен липидов

ЦЕЛЬ: 1.Усвоить особенности синтеза жирных кислот, триацилглицеринов и фосфоацилглицеринов.

2.Понять биохимические механизмы жировой инфильтрации печени и особенности транспорта липидов в организме.

3.Уметь практически определять количество b-липопротеинов в сыворотке крови.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ.

1. Строение и роль полиферментного комплекса – синтазы жирных кислот. Какие ферменты входят в состав, какая жирная кислота является продуктом действия синтазного комплекса?

2. Синтез жирных кислот: этапы, последовательность реакций, физиологическое значение.

3. Представление о биосинтезе жирных кислот с более, чем 16 углеродных атомов.

4. Представление о биосинтезе непредельных жирных кислот.

5. Биосинтез триацилглицеринов.

6. Биосинтез фосфоацилглицеринов, общие этапы и различия по сравнению с биосинтезом триацилглицеринов. Биологическая роль.

7. Транспорт липидов – основные разновидности липопротеинов крови.

8. Биохимические механизмы жировой инфильтрации и жирового перерождения печени.

9. Липотропные факторы.

10. Нейроэндокринная регуляция липидного обмена. Влияние инсулина, глюкагона и адреналина на обмен жиров. Взаимосвязь обмена углеводов и жиров. Схема превращения глюкозы в жиры.

Решить ситуационные задачи:

1. У маленького ребенка имеются нарушения функций легких, мозга, мышц. В биоптате печени и фибробластах кожи отсутствует ацетил-КоА-карбоксилаза.

А. Написать биохимическую реакцию, которая у ребенка протекает с нарушением.

Б. Какой метаболический путь нарушен? Написать схему этого пути, указать роль реакции в п. А.

В. Сделать предположения, почему нарушены функции разнообразных тканей.

2. Приблизительно одна треть жиров, получаемых с пищей, должна быть растительного происхождения. Подтвердить это, ответив на следующие вопросы:

А. Назвать незаменимые факторы питания, содержащиеся в растительных маслах.

Б. Синтез каких регуляторных молекул, производных липидов, будет нарушен при недостатке этих факторов?

В. Какие функции в организме выполняют эти производные липидов?

3. Человек получил 250 г углеводов за один прием пищи и в течение двух часов не совершал физической работы.

А. Какой процесс-синтез или распад жирных кислот – будет активироваться в жировой ткани через 2 часа после еды?

Б. Изобразить схему выбранного метаболического пути.

В. Какой гормон стимулирует этот процесс?

Г. Написать метаболиты, образующиеся при распаде глюкозы, необходимые для схемы в п. Б .

4. При выписке больного с ожирением из санатория врач-диетолог рекомендовал употреблять ему с пищей большое количество творога. Чем продиктована эта рекомендация?

Лабораторные работы.

Работа №1. Определение содержания b-липопротеидов в сыворотке крови.

Клинико-диагностическое значение метода.

Липопротеиды играют транспортную роль, поэтому все их типы называют транспортными формами липидов. Благодаря своей растворимости в воде они переносят липиды, всосавшиеся в кишечнике, и распределяют их между тканями, их синтезирующими и их использующими. Липопротеиды переносят ТАГ, фосфолипиды, стероиды, жирорастворимые витамины, каротин, ациклические спирты. b-липопротеиды в основном транспортируют холестерин и a-фосфолипиды из печени в клетки всех экстра-печеночных органов. Увеличение b--липопротеидов наблюдается при атеросклерозе, механической желтухе, острых гепатитах, хронических заболеваниях печени, диабете, гликогеновой болезни, ксантоматозе и ожирении. Уменьшение b-липопротеиновой фракции описано при b₂-плазмоцитозе.

Принцип метода основан на способности b-липопротеидов осаждаться в присутствии СаСl₂ и гепарина, что сопровождается увеличением мутности раствора. По степени помутнения раствора судят о содержании b- липопротеидов в сыворотке крови.

ХОД РАБОТЫ:

1) В кювету фотоэлектроколориметра внести 2 мл 0,27% раствора хлорида кальция и 0,2 мл сыворотки крови;

2) Определить оптическую плотность (Е₁) при красном светофильтре (l-630 нм) против 0,27% раствора хлорида кальция.

3) Раствор из кюветы перелить в пробирку и добавить микропипеткой 0,04 мл 1% раствора гепарина. Содержимое пробирки перемешать и ровно через 4 мин измерить светопоглощение (Е₂) в тех же условиях.

Расчет. Вычисляют разность оптической плотности и по формуле рассчитывают содержание b-липопротеидов в исследуемом образце:

Х(г/л)=(Е₂-Е₁)´10

где 10 - эмпиричекий коэффициент.

В норме содержание b-липопротеидов составляет 3-4,4 г/л. Оно колеблется от возраста и пола.

Работа №2. Определение холестерина в ЛПВП, ЛПНП и ЛПОНП. Расчет индекса атерогенности.

Клинико-диагностическое значение метода.

Для выявление атеросклероза или прогнозирования вероятности его развития чаще всего бывает недостаточно определения уровня холестерина b-липопротеидов в крови пациентов. Особую диагностическую ценность здесь имеет расчет индекса атерогенности, который в норме у здоровых людей варьирует в пределах 2-4.

,

ПРИНЦИП МЕТОДА основан на осаждении ЛПНП и ЛПОНП раствором МgСl₂ на 4% фосфорно-вольфрамовой кислоте и определении содержания ХС в цельной сыворотке крови и фракции ЛПВП. По разности рассчитывают содержание ХС в объединенной фракции ЛПНП и ЛПОНП.

ХОД РАБОТЫ.

1) К 1,0 мл сыворотки крови прилить 0,1 мл 0,5 М МgCl₂ на 4% водном растворе фосфорно-вольфрамовой кислоты.

2) Инкубировать в течение 30 мин при 4⁰С (в холодильнике) с целью полного выпадения в осадок ЛПНП и ЛПОНП.

3) Центрифугировать пробу в течение 15 мин при 3000 об/мин.

4) В полученном супернатанте определить ЛПВП-ХС, а в цельной сыворотке общий ХС методом Илька. По разности рассчитать содержание ХС во фракции ЛПНП +ЛПОНП.

Особенности обмена липопротеинов у детей.

Содержание липопротеинов в плазме крови новорожденных значительно ниже, чем у взрослых, причем полностью отсутствуют хиломикроны, а ЛПОНП резко снижены. Основным классом липопротеинов у новорожденных являются ЛПВП. Суммарное содержание ЛПНП и ЛПОНП в 5 раз ниже, чем в материнской крови.

С возрастом уровень ЛПВП снижается, а ЛПНП – повышается.

Первичные формы дислипопротеинемий начинают проявляться уже в раннем возрасте, особенно при гомозиготной наследственности.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ. Основная:

1. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, с. 381-398, 403-406.

2. Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003, (Серия XXI век), с. 392-399, 409-428, 432-439.

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 276-279, 281-289, 299-303.

4. Северин Е.С., Алейникова Т.Л., Осипов Е.В. Биохимия: Учебник. –М.: Медицина, 2000, с. 122-128.

5. Гиперлипопротеинемии. Учебно-методическое руководство. Киров, 1992.

6. Лекционный материал.

Дополнительная:

1. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами /Под ред. Члена-корренспондента РАН, проф. Е.С. Северина, проф. А.Я. Николаева. М.: ГЭОТАР-МЕД. 2001. -448 с.: ил. – (XXI век).

2. Бородин Е.А. ‘‘Биохимический диагноз’’, часть 1, Благовещенск, 1991.

3. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. ‘‘Биохимия для врача’’, Екатеринбург, 1994.

4. Клиническая биохимия /Под ред. В.А. Ткачука –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. -360 с. –(Серия XXI век)

5. Клиническая биохимия /Пер. с англ. –М. –СПб.: «Издательство Бином» - «Невский Диалект» 1999. -368 с., ил.

6. Марри Р. и соавтор. ‘‘Биохимия человека’’ М.: Мир, 1993, т. 1.

Тема: Обмен холестерина.

ЦЕЛЬ: 1. Изучить процессы биосинтеза холестерина и кетоновых тел, их функции в организме. Представлять роль транспортных форм липидов.

2. Сформировать представление о возможных нарушениях липидного обмена и их клинических проявлениях.

3. Уметь практически определять общее количество холестерина в сыворотке крови.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ.

1. Строение, свойства и биологическая роль холестерина.

2. Функции холестерина. Понятия эндогенного и экзогенного холестерина. Сколько холестерина поступает в организм с пищей, синтезируется в нем и содержится в сыворотке крови в норме?

3. Биосинтез холестерина:

- из каких веществ синтезируется холестерин;

- назвать последовательно все промежуточные продукты, возникающие в процессе биосинтеза холестерина;

- сколько молекул активного ацетата и АТФ расходуется на построение одной молекулы холестерина?

- какие условия (аэробные или анаэробные) должны обеспечивать синтез холестерина;

- написать синтез b-гидрокси-b-метилглутарил-КоА. Назвать действующие ферменты и классы, к которым они относятся;

- написать образование мевалоновой кислоты, указать ферменты, участвующие в этом процессе и их классификацию.

4. Регуляция процессов биосинтеза холестерина.

5. Какова судьба избытка холестерина в организме? Какими путями он выделяется?

6. Характеристика липопротеинов плазмы крови.

7. Гиперлипопротеинемии, их классификация, биохимический диагноз, представление о клинических проявлениях.

8. Роль липопротеинов в обмене холестерина. Гиперхолестеринемия. Молекулярные механизмы возникновения и развития атеросклероза.

9. Биохимия желчно-каменной болезни.

10. Биосинтез и использование кетоновых тел:

- где и как в организме образуются кетоновые тела, происходит ли это в здоровом организме, а если да, то каково биологическое значение их образования?

- Написать образование кетоновых тел из ацетил-КоА, назвать участвующие ферменты и классы, к которым они относятся;

- Пределы изменения концентрации кетоновых тел в крови и моче; какие условия благоприятствуют усиленному кетогенезу и почему; уровень КТ при различных патологиях увеличивается?

11. В растительной пище нет холестерина. Какие могут быть различия в обмене холестерина у вегетарианцев и людей, рацион которых включает много мяса, молока, яиц?

12. У пациента установлена недостаточность липопротеинлипазы, которая гидролизует ТАГ хиломикронов на поверхности эндотелия капилляров жировой ткани. Описать биохимические нарушения и определить тип гиперлипопротеинемии.

13. У больного повышено содержание в сыворотке крови холестерина, ЛПНП, ЛПОНП, ТАГ. Каков тип гиперлипопротеинемии и существует ли риск развития ишемической болезни сердца?

Лабораторная работа.

Определение общего холестерина в сыворотке крови по методу Илька.

Клинико-диагностическое значение метода.

При нарушении липидного обмена холестерин может накапливаться в крови. Увеличение содержания холестерина в крови (гиперхолестеринемия) наблюдается при атеросклерозе, сахарном диабете, механической желтухе, нефрите, нефрозе, гипотиреозе. Гипохолестеринемия наблюдается при анемиях, голодании, туберкулезе, гипертиреозе, раковой кахексии, паренхиматозной желтухе, поражении ЦНС, лихорадках, введении инсулина. Нормальное содержание общего холестерина в сыворотке крови 3,3-5,2 мМоль/л.

Принцип метода основан на цветной реакции с реактивом Илька (смесь уксусного ангидрида, концентрированной серной и ледяной уксусной кислот). Интенсивность зеленой окраски продукта реакции определяется колориметрически.

Ход работы

1) К 0,1 мл сыворотки крови прилить 2,0 мл реактива Илька. Содержимое пробирки перемешать.

2) Инкубировать в течение 20 мин.

3) Фотометрировать в кювете на 0,5 см против воды при l=630-690 нм (красный светофильтр).

4) Определить содержание холестерина по измеренной величине оптической плотности с помощью калибровочной кривой.

Предостережения: а) работать с сухой посудой;

б) соблюдать осторожность в манипуляциях со смесью концентрированных кислот.

Особенности обмена холестерина в детском возрасте.

Содержание холестерина в сыворотке крови при рождении в 3-4 раза ниже, чем у взрослых людей.

В возрасте 1 года содержание холестерина увеличивается в 1,5-2 раза за счет его эфиров. К 12 годам уровень холестерина повышается до 3,3-5,2 мМоль/л.

Повышение уровня холестерина у новорожденных свыше 2,6 мМоль/л рассматривается как гиперхолестеринемия, которая выявляется у 4 - 9% новорожденных. У 90% детей она не связана с наследственной патологией и с возрастом исчезает. У детей чаще всего встречается IIа тип гиперлипопротеинемии и повышенным содержанием ЛПНП.

ЛИТЕРАТУРА ДЛЯ ПОДГОТОВКИ К ЗАНЯТИЮ. Основная:

1. Берёзов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Медицина, 2002, с. 379-381, 398-403, 404-406, 574-577.

2. Биохимия: Учебник/Под ред. Е.С. Северина. –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003, (Серия XXI век), с. 439-457.

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2001, с. 275-276, 284-286, 289-292, 296-299.

4. Северин Е.С., Алейникова Т.Л., Осипов Е.В. Биохимия: Учебник. –М.: Медицина, 2000, с. 118-122, 128-133.

5. Гиперлипопротеинемии. Учебно-методическое руководство. Киров, 1992.

6. Лекционный материал.

Дополнительная:

1. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами /Под ред. Члена-корренспондента РАН, проф. Е.С. Северина, проф. А.Я. Николаева. М.: ГЭОТАР-МЕД. 2001. -448 с.: ил. – (XXI век).

2. Бородин Е.А. ‘‘Биохимический диагноз’’, часть 1, Благовещенск, 1991.

3. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. ‘‘Биохимия для врача’’, Екатеринбург, 1994.

4. Клиническая биохимия /Под ред. В.А. Ткачука –М.: ГЭОТАР-МЕД, 2002. -360 с. –(Серия XXI век)

5. Клиническая биохимия /Пер. с англ. –М. –СПб.: «Издательство Бином» - «Невский Диалект» 1999. -368 с., ил.

6. Марри Р. и соавтор. ‘‘Биохимия человека’’ М.: Мир, 1993, т.