Тема: « Митохондриальная цепь переноса электронов. Окислительное фосфорилирование. Заключительный этап катаболизма пищевых веществ. Цикл трикарбоновых кислот»

(коллоквиум)

Мотивация: Понимание механизмов кумулирования биологической энергии позволит получить представления об организме человека как о термодинамической системе, в которой отдельные ферменты функционируют как звенья окислительно-восстановительной цепи передачи электронов. Изучение основ общего пути катаболизма позволит получить представление об его биологической универсальности, регулируемости и взаимосвязи с другими метаболическими путями. Получение знаний об окислительных системах, не связанных с депонированием энергии, которые, тем не менее, являются неотъемлемой частью метаболизма. Реакции биоокисления в организме сопровождаются образованием токсичных для организма активных форм кислорода (АФК), провоцирующих цепные реакции свободно-радикального окисления биомолекул в клетке и мембранодеструкцию. Освоение вопросов темы позволит оценить эффективность действия компонентов антиоксидантной защиты (ферментов, витаминов, микроэлементов).

Цель обучения, воспитания и развития: Закрепить представления о механизмах окислительных процессов в организме и их физиологическом значении, о механизмах генерирования энергии в клетке и окислительных процессов в организме и их физиологическом значении. Полученные по данной теме знания и умения формируют профессиональные и общекультурные компетенции, необходимые в последующем для изучения вопросов профессиональной направленности.

Задачи, обучения, воспитания и развития: студент должен

1. Уметь писать формулы: пируват, ацетил-КоА, коферментов НАД, ФМН,

убихинона, АТФ, свободных радикалов, витаминов-антиоксидантов (витамин С).

2. Знать химизм реакций, катализируемых каталазой, супероксиддисмутазой,

глутатионпероксидазой; окислительного декарбоксилирования пирувата;

последовательность реакций цитратного цикла (цикла Кребса). Знать

структурную организацию цепи переноса электронов и протонов; механизм

сопряжения биологическогоокисления и фосфорилирования; механизмы разобщения

окисления и фосфорилирования.

3. Знать и уметь объяснять значения терминов: экзергонические и эндергонические

реакции, макроэргическая связь, катаболизм, анаболизм, метаболизм, тканевое дыхание (дыхательная цепь, цепь переноса электронов), биоло­­ги­­ческое окисление, окислительное фосфорилиро­ва­­ние, гипоксия, макроэргичес­кие соединения (АТФ), дыхательный контроль, гипоэнергетическое состояние, разобщение тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, коэффициент Р/О; АФК (активные формы кислорода), свободно-радикальное окисление (СРО), ПОЛ (перекисное окисление липидов), АОЗ (антиоксидантная защита), пероксидаза, каталаза, супероксиддисмутаза, мембрано­деструк­ция, антиоксиданты, прооксиданты.

Этапы проведения занятия:

1. Вводная часть
2. Основная часть занятия: коллоквиум
3. Заключительная часть занятия

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

1. Экзергонические и эндергонические реакции в живой клетке.

2. Понятие о катаболизме и анаболизме, их взаимосвязи.

3. АТФ – универсальный источник энергии. Основные пути синтеза и использования.

4. Цикл АДФ-АТФ. Другие макроэргические соединения, их роль в энергетике.

5. Катаболизм пищевых веществ (углеводов, жиров, белков) –

главный источник энергии, необходимой для процессов жизнедеятельности.

6. Общий путь катаболизма, основные этапы, взаимосвязь со специфическими обменными процессами

7. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты. Строение и

функции пируватдегидрогеназного комплекса. Образование ацетил-КоА. Роль

витаминов В₁, В₂, РР, пантотеновой кислоты, липоевой кислоты..

8. Цикл трикарбоновых кислот – главный источник субстратов тканевого дыхания. Связь реакций общего пути катаболизма и ЦПЭ. Последовательность реакций.

9. Цикл лимонной кислоты (цикл Кребса). Образование цитрата и его роль

в процессах минерализации твердых тканей ротовой полости.

10. Дегидрирование субстратов и окисление водорода с образованием воды

(тканевое дыхание) как источник энергии для синтеза АТФ.

11. Структурная организация митохондриальной дыхательной цепи:

- НАД-зависимые дегидрогеназы. Важнейшие субстраты

- ФАД-зависимые дегидрогеназы (сукцинатдегидрогеназа)

- Цитохромная система. Структура и роль компонентов цитохромной системы.

- Сопряжение окисления и фосфорилирования в дыхательной цепи. Н⁺-АТФ-синтетаза.

Коэффициент Р/О. Хемиосмотическая теория сопряжения.

12. Изменение скорости общего пути катаболизма в зависимости от потребности

в АТФ и обеспеченности кислородом. Дыхательный контроль. Гипоксия.

13. Регуляция интенсивности тканевого дыхания эндогенными и экзогенными

веществами. Патология дыхания при действии ингибиторов ферментов ЦПЭ.

14. Гипоэнергетические (энергодефицитные) состояния, их причины и следствия.

Факторы, вызывающие разоб­щение дыхания и фосфорилирования.

15. Терморегуляторная функция тканевого дыхания. Превращение метаболической

энергии в тепло. Терморегуляторная роль тканевого дыхания.

1. Активные формы кислорода. Источники их образования и роль в метаболических процессах. «Дыхательный взрыв» в макрофагах и нейтрофилах; вклад в механизмы антибактериальной защиты; значение миелопероксидазы.

2. Роль перекисного окисления липидов как фактора, инициирующего обновление гидрофобных структур клетки. Опасные эффекты избыточности АФК

3. Краткая характеристика ферментативных (каталаза, пероксидаза, супероксиддисмутаза) и неферментативных звеньев антиоксидантной защиты. Использование в стоматологии витаминов А, С и Е в качестве антиоксидантов.

ОД

Список рекомендуемой литературы:

1. Березов Т.Т. Биологическая химия/Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – Изд.3-е. –М.:Медицина, 1998 – 704 с.

2. Биологическая химия: Учебник/Е.С, Северин, Т.Л. Алейникова и др.- М.: ООО

«Медицинское информационное агентство», 2008. - 368 с.

3. Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С. Северина. - М.: «ГЭОТАР-МЕД», 2003 – 784 с.

4. Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С. Северина, А.Я. Николаева, 3 изд. - М.: «ГЭОТАР», 2005 – 441 с.

5. Биохимия с упражнениями и задачами: Учебник/Под ред. Е.С.Северина.- М.: «ГЭОТАР», 2008 – 384 с.

6. Методическое пособие для самостоятельной работы студентов по биологической химии (в 2 частях).

Часть I /Артюкова О.А., Хасина М.А. - Владивосток: Медицина ДВ, 2010. - 96 с.

7. Николаев А.Я. Биологическая химия. – М.:«Медицинское информационное агентство»–2004. -566 с.

8. Хасина М.А. Словарь-справочник по клинической биохимии – Владивосток: «Медицина ДВ», 2008.

9. Щербак И.Г. Биологическая химия: Учебник. – СПб.: «Издател. СПбГМУ», 2005. – 480 с.

10. Лекции по дисциплине

Поиск по сайту: