МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ И ЛИПИДОВ

ЗАНЯТИЕ 1

Тема: Общая характеристика гормонов. Гормоны гипоталамо-гипофизарной системы.

Актуальность. Одним из условий нормального функционирования всех органов и систем организма является гомеостаз - способность поддерживать и обеспечивать количественное и качественное постоянство внутренней среды с помощью сложных механизмов регуляции, координации и интеграции происходящих процессов. У высших организмов ведущее значение имеет центральная нервная система и железы внутренней секреции (эндокринные). Секреты, которые образуются в их клетках, называют гормонами – это биологически активные вещества, выполняющие регуляторную роль в обменных процессах и функционировании органов и тканей. Гормоны гуморальным путём передают начальный нервный импульс в определённое место – клетку-мишень.

Цель. Ознакомиться с общей характеристикой гормонов, их свойствами, особенностями функционирования эндокринной системы. Рассмотреть классификацию гормонов по таким показателям: 1) место синтеза, 2) химическая природа, 3) обеспечение и поддержание гомеостаза, 4) первичный контакт с клеткой. Изучить понятие о рецепторах, их структуре, локализации и взаимодействии с гормонами. Ознакомиться с главными свойствами гидрофильных и липофильных гормонов и особенностями их действия на органы-мишени; молекулярными механизмами передачи гормонального сигнала для гормонов белково-пептидных и производных аминокислот, а также гормонов стероидной природы и тиреоидных. Изучить роль циклических нуклеотидов, фосфоинозитидов, системы Са²⁺/кальмодулин в передаче гормонального сигнала. Выучить и уметь охарактеризовать гормоны гипоталамо-гипофизарной системы по следующему плану: 1) название гормона; 2) место синтеза; 3) особенности структуры; 4) механизм действия, биологическая роль; 5) нарушение.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

1. Общая характеристика гормонов; роль в системе межклеточной интеграции функций организма человека. Современные методы исследования гормонов.

2. Свойства гормонов и особенности функционирования эндокринной системы.

3. Классификация гормонов по месту синтеза, химической природе, обеспечению и поддержанию гомеостаза. Группы гормонов и представители каждой из них.

4. Классификация гормонов по первичному контакту с клеткой. Мембранные (ионотропные, метаботропные) и цитозольные рецепторы.

5. Механизмы действия гормонов белково-пептидной природы и производных аминокислот. Биохимические системы внутриклеточной передачи гормональных сигналов: G-белки, вторичные посредники (цАМФ, цГМФ, Са²⁺/кальмодулин, ИФ₃, ДАГ).

6. Аденилатциклазная мессенджерная система. Структура АТФ и циклического 3’,5’- АМФ.

7. Гуанилатциклазная мессенджерная система. Структура ГТФ и циклического 3',5'- ГМФ.

8. Молекулярно-клеточные механизмы действия стероидных и тиреоидных гормонов.

9. Гормоны гипоталамуса – либерины и статины. Их структура и роль в нейрогуморальной регуляции.

10. Гормоны передней доли гипофиза. Патологические процессы, связанные с нарушением функции этих гормонов.

11. Группа "гормон роста (соматотропин) - пролактин – хорионический соматомаммотропин"; патологические процессы, связанные с нарушением функций соматотропина, соматомединов, пролактина.

12. Группа гликопротеинов - тропных гормонов гипофиза (тиреотропин, гонадотропины, хорионический гонадотропин).

13. Семейство проопиомеланокортина (ПОМК) – продукты процессинга ПОМК (адренокортикотропин, липотропины, эндорфины).

14. Вазопрессин и окситоцин: строение, биологические функции. Патология, связанная с нарушением продукции вазопрессина.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Какой гормон стимулирует активность фермента аденилатциклазы?

2. Где синтезируются стероидные гормоны?

3. Какой гормон регулирует функцию щитовидной железы?

А. Люлиберин. В. Транскортин. С. Тиротропин. D. Соматолиберин.

4. Какой гормон регулирует водный баланс и осмотическое давление плазмы крови, стимулирует сокращение гладких мышц?

5. С целью аналгезии может быть использовано вещество, которое имитирует эффекты морфина, но синтезируется в ЦНС. Назовите это вещество.

6. У больного наблюдается головная боль, изменение внешнего вида (увеличение размеров конечностей, надбровных дуг, носа, языка), грубый голос, ухудшение памяти. Заболевание началось приблизительно три года назад. Что может быть причиной такого состояния?

7. Из какого белка в гипофизе образуется липотропин, кортикотропин, меланотропин и эндорфины?

8. Ионы Са²⁺ выполняют роль вторичных посредников в клетках. Они являются активаторами ряда процессов, если взаимодействуют с:

9. У больного, 67 лет, после кровоизлияния в головной мозг с повреждением ядер гипоталамуса развился несахарный диабет, который сопровождается полиурией в результате:

10. Какой из перечисленных гормонов является гидрофильным и не нуждается в специальном транспортном белке?

11. Какой из перечисленных гормонов пассивно проникает в клетку и взаимодействует с цитоплазматическими рецепторами?

12. Действие соматотропного гормона на органы-мишени вызывает эффект:

13. Какой из перечисленных гормонов является липофильным и нуждается в специальном транспортном белке?

14. Образование цАМФ из АТФ обусловлено активацией фермента:

15. Убиквитарной основой саморегуляции в эндокринной системе является принцип обратной связи, когда регулируемый параметр вызывает обратное влияние на продукцию гормона. Выберите соответствующий пример.

А. Уровень адреналина в крови и секреция мелатонина.

В. Уровень тиреоидных гормонов в крови и секреция тиролиберина.

С. Уровень кортикостероидов в крови и секреция соматолиберина.

16. Назовите функции окситоцина.

А. Стимулирует расслабление гладких мышц; стимулирует лактацию

В. Стимулирует сокращение гладких мышц; угнетает лактацию.

С. Стимулирует сокращение гладких мышц; стимулирует лактацию.

D. Стимулирует расслабление гладких мышц; угнетает лактацию.

Е. Стимулирует сокращение гладких мышц; способствует реабсорб-
ции воды в почечных канальцах.

Количественное определение гормонов гипоталамуса и гипофиза чаще всего проводят иммуноферментными методами с использованием моноклональных антител с помощью специальных наборов реактивов. Ход работы описан в инструкциях, прилагаемых к наборам.

ЛИТЕРАТУРА

1. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – С. 330-353.

2. Губський Ю.І. Біологічна хімія. Підручник. – Київ-Вінниця: Нова книга, 2007. – С. 397-422.

3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини: Підручник. – Тернопіль:Укрмедкнига, 2002.–С. 154-174.

4. Вороніна Л.М. та ін. Біологічна хімія. – Харків: Основа, 2000. – С. 463-475, 508-517.

5. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина, 1998. – С. 248-263, 289-297.

6. Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003. – С. 545-568.

7. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. Биохимия для врача. – Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994. – С. 144-153, 345-354.

8. Практикум з біологічної хімії / Бойків Д.П., Іванків О.Л., Коби-лянська Л.І. та ін./ За ред.. О.Я. Склярова.–К.:Здоров’я, 2002. – С. 190-192.

9. Лабораторні та семінарські заняття з біологічної хімії: Навч. посібник для студентів вищих навч. закл. / Л.М. Вороніна, В.Ф. Десенко, А.Л. Загайко та ін. – Х.: Вид-во НФаУ; Оригінал, 2004. – С. 274-301.

ЗАНЯТИЕ 2

Тема: Гормоны белково-пептидные и производные аминокислот. Качественные реакции на гормоны.

Цель. Выучить и уметь охарактеризовать гормоны белково-пептидной природы и производных аминокислот по следующему плану: 1) название гормона; 2) место синтеза; 3) особенности структуры; 4) механизм действия, биологическая роль; 5) нарушение. Ознакомиться с качественными реакциями на гормоны.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

1. Гормоны щитовидной железы: йодтиронины и кальцитонин. Нарушения функционирования щитовидной железы.

2. Гормоны паращитовидных желез. Связь паратирина с кальцитонином в регуляции фосфатно-кальциевого обмена. Признаки нарушений функционирования паращитовидных желез.

3. Гормоны поджелудочной железы. Механизмы влияния инсулина и глюкагона на обмен веществ.

4. Гормоны мозгового вещества надпочечников. Структура адреналина и норадреналина, их роль в организме. Метаболизм этих гормонов (синтез и распад), функциональное значение и роль метаболитов.

5. Гормоны пищеварительного канала: гастрин, секретин, холецистокинин.

6. Общая характеристика гормонов вилочковой железы; их структура и роль.

7. Структура и роль мелатонина, место синтеза.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Какие гормоны регулируют содержание кальция в крови?

2. Какой гормон стимулирует биосинтез гликогена и усиливает анаболические процессы?

3. У больного наблюдается тахикардия, повышенная температура тела, похудение, раздражительность. Повышение содержания какого гормона в крови может привести к такому состоянию?

4. У спортсмена после тренировки частота сердечных сокращений увеличилась до 120 ударов в мин. Какие гормоны обеспечивают такой эффект?

5. Нарушение синтеза гормонов в организме приводит к возникновению разнообразных патологических состояний. Какой гормон синтезируется в недостаточном количестве, когда рост приостанавливается в детском возрасте, но при этом на нарушается умственная деятельность?

6. У мальчика 9 лет несколько раз были переломы конечностей, связанные с хрупкостью костей. Функция какого эндокринного органа нарушена?

7. Назовите вещество, которое способствует разобщению процессов дыхания и фосфорилирования, активируя при этом Na⁺, K⁺-АТФ-азу?

А. Вазопрессин. В. Инсулин. С. Окситоцин. D. Адреналин. Е. Тироксин.

8. Мужчина, 50 лет, находился в состоянии сильного стресса. В крови повысилась концентрация адреналина и норадреналина. Какие ферменты катализируют процесс инактивации этих гормонов?

9. Больной жалуется на тахикардию, быстрое снижение веса тела, бессонницу. При объективном осмотре выявлен экзофтальм, нарушение ритма сердца, гипергликемия, гиперазотемия. Повышенный синтез какого гормона приводит к возникновению этих симптомов?

10. У больной женщины с низким артериальным давлением после парентерального введения гормона повысилось давление, уровень глюкозы и липидов в крови. Какой гормон был введен?

11. Известно, что в некоторых биогеохимических зонах распространено заболевание - эндемический зоб. Дефицит какого биогенного элемента является причиной этого заболевания?

12. Больной находится в состоянии гипогликемической комы. Передозировка какого гормона может привести к такому состоянию?

13. Использование глюкозы происходит путем ее транспорта из экстра-целлюлярного пространства через плазматическую мембрану в клетки. Какой гормон стимулирует этот процесс?

14. В крови больного наблюдается гиперкальциемия, гипофосфатемия, в моче - гиперфосфатурия. Какая возможная причина такого состояния?

А. Усиление секреции паратгормона.

В. Угнетение секреции паратгормона.

С. Усиление секреции кальцитонина.

D. Угнетение секреции кальцитонина. Е. Усиление секреции тироксина.

ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА

Качественные реакции определения гормонов

Задание 1. Доказать белковую природу инсулина.

Реакция Геллера. К 10 каплям концентрированной азотной кислоты осторожно по стенке пробирки прилить такой же объем раствора инсулина. Пробирку наклонить под углом 45° так, чтобы жидкости не смешивались. На границе двух жидкостей образуется белый аморфный осадок в виде небольшого кольца.

Биуретовая реакция. К 10 каплям инсулина прибавить 5 капель 10% раствора NaOH и 1 каплю 1% раствора CuSO₄. Жидкость окрашивается в фиолетовый цвет.

Задание 2. Провести реакцию на адреналин с феррум (III) хлоридом.

Принцип. Метод базируется на способности пирокатехиновой группировки адреналина образовывать с феррум (III) хлоридом комплексное соединение изумрудно-зеленого цвета.

Ход работы. В пробирку прилить 10 капель 0,1% раствора адреналина и добавить 1 каплю раствора 0,15 моль/л феррум (III) хлорида. Наблюдают появление характерной окраски.

Задание 3. Провести реакцию на адреналин с диазобензенсульфокислотой.

Принцип. Метод базируется на способности адреналина образовы-вать с диазобензенсульфокислотой соединение красного цвета.

Ход работы. Для получения диазобензенсульфокислоты прилить в пробирку 3 капли 1% раствора сульфаниловой кислоты и 5% раствора натрия нитрита, перемешать. Затем в пробирку прибавить 5 капель 0,1% раствора адреналина и 3 капли 10% раствора натрия карбоната. Перемешать. Наблюдается характерная окраска.

Задание 4. Провести реакцию определения йодтиронинов.

Принцип. Метод базируется на отщеплении при кислотном гидролизе тиреоидных гормонов (йодтиронинов) йодидной кислоты, при взаимодействии которой с калий йодатом выделяется свободный йод:

5НJ + КJO₃ + HNO₃ ® 3J₂ + КNO₃ + 3Н₂О

В хлороформе йод имеет фиолетовую окраску.

Ход работы. В пробирку поместить несколько кристаллов тиреои-дина, прибавить 10 капель конц. нитратной кислоты и нагревать 3-5 мин на водяной бане. Потом прилить 20 капель 10% раствора калия йодата. Содержимое перемешать и охладить. В пробирку прибавить 15 капель хлороформа, перемешать. Наблюдается развитие окраски.

Оформление работы: заполнить таблицу.

Практическое значение. В клинико-биологических лабораториях широко применяют методы качественного и количественного анализа для определения гормонов в биологическом материале с целью диагноза и прогноза разнообразных эндокринных заболеваний.

ЛИТЕРАТУРА

1. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – С. 353-366, 376-381.

2. Губський Ю.І. Біологічна хімія. Підручник. – Київ-Вінниця: Нова книга, 2007. – С. 422-436, 447-452.

3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини: Підручник. – Тернопіль:Укрмедкнига, 2002. – С. 175-191.

4. Вороніна Л.М. та ін. Біологічна хімія. – Харків: Основа, 2000. – С. 475-495.

5. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина, 1998. – С. 263-274.

6. Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003. – С. 568-572; 577-599; 604-609.

7. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. Биохимия для врача. – Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994. – С. 153-159, 345-354.

8. Практикум з біологічної хімії / Бойків Д.П., Іванків О.Л., Коби-лянська Л.І. та ін. / За ред. О.Я. Склярова.–К.:Здоров’я, 2002. – С. 193-196.

9. Лабораторні та семінарські заняття з біологічної хімії: Навч. по-сібник для студентів вищих навч. закл./Л.М. Вороніна, В.Ф. Десенко, А.Л. Загайко та ін. – Х.: Вид-во НФаУ; Оригінал, 2004. – С. 277-283, 285-290.

ЗАНЯТИЕ 3

Тема: Гормоны стероидной природы. Эйкозаноиды. Качественное определение 17-кетостероидов в моче.

Цель. Выучить и уметь охарактеризовать гормоны стероидной природы по следующему плану: 1) название гормона; 2) место синтеза; 3) структура; 4) механизм действия; 5) биологическая роль; 6) нарушение. Ознакомиться с эйкозаноидами, их синтезом, свойствами и ролью в организме. Ознакомиться с методом качественного определения 17-кетостероидов в моче и его клинико-диагностическим значением.

ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

1. Стероидные гормоны: номенклатура, классификация.

2. Схема синтеза стероидных гормонов из холестерола.

3. Гормоны коры надпочечников - кортизол, кортикостерон, альдостерон. Физиологические и биохимические эффекты кортикостероидов.

4. Глюкокортикоиды; роль кортизола в регуляции глюконеогенеза; противовоспалительные свойства глюкокортикоидов. Болезнь, синдром Иценко-Кушинга.

5. Минералокортикоиды; роль альдостерона в регуляции водно-солевого обмена; альдостеронизм.

6. Женские половые гормоны: физиологические и биохимические эффекты, связь с фазами менструального цикла, регуляция синтеза и секреции.

7. Мужские половые гормоны: физиологические и биохимические эффекты, регуляция синтеза и секреции.

8. Клиническое применение аналогов и антагонистов гормонов половых желез.

9. Эйкозаноиды: общая характеристика, номенклатура, синтез.

10. Биологические и фармакологические свойства эйкозаноидов, их клиническое применение.

11. Ацетилсалициловая кислота и другие нестероидные противовоспалительные средства как ингибиторы синтеза простагландинов.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

1. Арахидоновая кислота как незаменимый фактор питания является предшественником биологически активных веществ. Какие соединения синтезируются из нее?

2. К врачу обратился больной с жалобами на постоянную жажду. У него установлена гипергликемия, полиурия и повышенное содержание 17-кетостероидов в моче. Какое заболевание возможно?

3. При болезни Иценко-Кушинга возникает гипергликемия. Какой процесс при этом стимулируется?

4. Какой гормон стимулирует синтез кортикостероидов?

5. Какой из перечисленных гормонов непосредственно активирует транскрипцию в ядерном хроматине?

6. У больного выявлена гипернатриемия, гиперволемия, гипокалиемия. Назовите возможную причину такого состояния.

7. Прием оральних контрацептивов, которые содержат половые гормоны, тормозит секрецию гормонов гипофиза. Назовите один из этих гормонов?

8. Тестостерон и его аналоги увеличивают массу скелетных мышц, что позволяет использовать их для лечения дистрофий. Взаимодействие с каким клеточным субстратом обусловлено это действие гормона?

9. У больного, длительное время принимавшего глюкокортикоиды, в результате отмены препарата возникло обострение заболевания, снижение артериального давления, слабость. Что стало причиной?

А. Возникновение недостаточности надпочечников.

10. У больного, который длительное время принимал глюкокортикоиды, после резкой отмены препарата появились жалобы на миалгию, повышенную утомляемость, эмоциональную нестабильность, головную боль. Развился синдром отмены глюкокортикоидов. Что необходимо назначить для коррекции данного состояния?

11. У больного с хроническими процессами воспаления кожи выявлено преобладание процессов пролиферации. Недостаточность какого гормона может привести к этому?

12. У больного с синдромом Иценко-Кушинга в крови выявлено повышение содержания кортизола. С патологией какой эндокринной железы это связано?

13. У мужчины, 42 лет, который длительное время находился в состоянии стресса, значительно повысилось содержание 17-кетостероидов в моче. На повышение секреции какого гормона это указывает?

14. Больной, 40 лет, госпитализирован с жалобами на общую слабость, судороги верхних конечностей, артериальное давление - 160/100 мм рт.ст. Результаты исследования: глюкоза крови - 6,5 ммоль/л, холестерин - 6 ммоль/л, кальций 2 ммоль/л, фосфор - 1 ммоль/л, натрий - 160 ммоль/л. Диурез - 700 мл в сутки. Какая патология является наиболее вероятной причиной такого состояния?

Поиск по сайту: