Задачи по биохимии. задачи бх экзамен. Экзаменационные задачи
 Скачать 4.25 Mb.
|
|
13. Для изучения метаболизма аминокислот лабораторным мышам ввели аланин, содержащий меченный атом углерода (радиоактивный изотоп С13). Через несколько часов в крови мышей была обнаружена глюкоза, содержащая С13. Составьте схему превращения аланина в глюкозу. Аланин, трансаминируясь, образует пировиноградную кислоту, которая способна карбоксилироваться до оксалоацетата. Оксалоацетат, являясь первым элементом в процессе глюконеогенеза, далее включается в синтез глюкозы.  14. Молодая женщина решила снизить массу тела и отказалась на несколько месяцев от приема пищи, содержащей жиры. Ее рацион содержал повышенное относительно нормы количество углеводов, в результате чего масса тела не только не уменьшилась, но и увеличилась. Объясните причину повышения массы в данном случае. Повышение концентрации глюкозы в крови стимулирует избыточную секрецию инсулина. Инсулин связывается с рецептором, активируется ферментативный домен рецептора. Активируется фосфатидилинозитол-3-киназный механизм, результатом которого являются быстрые эффекты. В печени усиливается синтез жирных кислот, повышается синтез холестерина, ускоряется транспорт глюкозы в клетки жировой ткани (активация глют-4), там же активируется синтез жирных кислот, усиливается депонирование жиров, что ведет к ожирению. Повышенная секреция инсулина блокирует расщепление внутренних запасов жира. 15. У пациента при лабораторном исследовании установлено, что концентрация глюкозы натощак – 6,5 ммоль/л, после сахарной нагрузки – 10,3 ммоль/л, в крови также отмечено повышенное содержание мочевины и кортизола, содержание жирных кислот и кетоновых тел в норме. Суточная экскреция 17-кетостероидов составила 45 мг (норма 5-15 мг/сутки). Проанализируйте лабораторные данные и сделайте обоснованное заключение. Избыток ГКС стимулирует ферменты глюконеогенеза, поэтому в крови регистрируется гипергликемия; развивается ранняя глюкозурия (стероидный диабет), что обусловлено ингибированием гексокиназы в почках. Подробнее: В углеводном обмене ГКС стимулируют синтез энзимов ГНГ; активируют глюкозо-6-фосфатазу; тормозят образование ферментов гликолиза, в том числе гексокиназы, которая используется и для активации глюкозы, обеспечивая её реабсорбцию в почках. Поэтому при избыточном уровне ГКС развивается глюкозурия при гипергликемии, не достигшей почечного порога (8 – 10 ммоль/л) (стероидный диабет). 16. Родители новорожденного обратились с жалобами на «темные пятна» на пеленках (памперсах). В крови обнаружена гомогентизиновая кислота. Обмен, какой аминокислоты нарушен? Укажите генетический дефект фермента Заболевание – алкаптонурия Нарушен обмен тирозина Дефект диоксигеназы гомогентизиновой кислоты В рез-те этого дефекта не образуется фумарилацетоацетат , который идёт на образование конечных продуктов катаболизма тирозина – фумарат и ацетоацетат. Накапливается гомогентизиновая к-та, которая окисляется кислородом воздуха и образует тёмные пигменты – алькаптоны 17) Ребенок одного года наблюдается у невролога по поводу отставания в нервно-психическом раз-витии. При осмотре окулиста диагноз «подвывих (эктопия) хрусталика». При осмотре педиатра деформация скелета, «паучьи пальцы». Лабораторно установлена гипераминоацидемия. В крови избыток гомоцистина, в моче наличие гомоцистина. Обмен, какой аминокислоты нарушен? Опи-шите ее роль и сходных по строению аминокислот в организме. Метионин – незаменимая, цистеин – условно заменимая аминокислота (для ее синтеза необходим атом серы метионина). Данные аминокислоты метаболически взаимосвязаны между собой (рис. 20). Биологическая роль: 1) метионин и цистеин входят в состав белков; 2) синтез любого белка у эукариот обычно начинается тРНК, связанной с метионином; 3) активная форма метионина – S-аденозилметионин (SAM) является донором СН3-групп в реакциях метилирования; 4) метионин относится к липотропным веществам (участвует в синтезе холина, фосфатидилхолина); 5) метионин служит источником образования таурина, необходимого в синтезе парных желчных кислот (таурохолевой); 6) цистеин – предшественник тиоэтаноламинового фрагмента кофермента А; 7) цистеин входит в состав активного центра трипептида глутатиона7 (и некоторых других пептидов). В тканях из метионина образуется его активная форма S- аденозилметионин. Метильная группа SAM при участии метилтрансфераз легко переносится на различные субстраты Гомоцистинурия – наследственная патология (частота 1: 50 000 – 1 : 311 000), возникающая в результате нескольких метаболических нарушений в обмене метионина. Наиболее частый вариант – тип I, основной причиной которого служат генетические дефекты в работе пиридоксинзависимых ферментов цистатионинсинтазы и цистатионинлиазы. В результате неиспользованный в реметилировании до метионина гомоцистеин конденсируется в гомоцистин. У больных обнаруживается в крови повышение концентрации метионина, гомоцистеина и гомоцистина (отсутствующего в норме), в моче появляется гомоцистин. Избыток гомоцистеина провоцирует перекисное окисление липидов в липопротеинах. Этот факт объясняется следующим. У здоровых цистеин, образующийся из гомоцистеина, входит в состав глутатиона, способного существовать в 2-х формах – окисленной и восстановленной, и обладающего антиоксидантными свойствами. При патологии активность ферментов, участвующих в образовании цистеина, блокирована, что может привести к повреждению глутатиона и снижению его антирадикальных свойств. Гомоцистеин ускоряет агрегацию тромбоцитов и вызывает повреждение эндотелия сосудов. Клинические симптомы: умственная отсталость, эктопия (подвывих) хрусталика, поражение костной системы (остеопороз, арахнодактилия – «паучья кисть»). Усилено тромбообразование (нарушение свёртывания крови. Другие типы гомоцистинурии обусловлены нарушением обмена фолиевой кислоты и витамина В12, то есть цикла реметилирования. 18) При обследовании пациента с симптомами нарушения переваривания пищи обнаружена стеато-рея? Каковы причины и последствия стеатореи Что такое стеаторея? Вы можете не задумываться о том, как выглядит ваш стул. Большую его часть составляет вода, а остальное – это комбинация: • волокон; • бактерий; • слизи; • белка; • солей; • различных клеточных оболочек; • жиров. Слишком большое содержание жира в фекалиях называется стеатореей. Это может быть признаком мальабсорбции. Это означает, что ваш организм либо не поглощает питательные вещества должным образом, либо не синтезирует ферментов или желчи, необходимых для эффективного переваривания пищи. Людям со стеатореей необходим врачебный осмотр и последующее лечение, направленное на устранение причины такого состояния. Каковы симптомы стеатореи? Если у вас есть стеаторея, ваши испражнения будут более громоздкими, бледными и неприятными. Они склонны плавать из-за более высокого содержания газа. Как правило, фекалии покрыты жирной пленкой. Капли масла можно увидеть и в воде внутри унитаза. Стеаторея является лишь одним из нескольких распространенных симптомов мальабсорбции. В числе других симптомов: • потеря веса; • спазмы в животе; • повышенное газообразование; • расстройство желудка; • диарея. причины Слишком большое количество жира в стуле свидетельствует о том, что пищеварительная система не расщепляет поступающую пищу адекватно. Организм может не усваивать полезные составляющие пищи, которую вы едите, включая необходимый жир. Одной из наиболее распространенных причин мальабсорбции является кистозный фиброз. Это наследственная патология, которая также влияет на потовые и слизистые железы, а также на различные органы. Другой причиной мальабсорбции, которая может привести к стеаторее, является хронический панкреатит. Панкреатит – воспаление поджелудочной железы, органа, расположенного около желудка. Поджелудочная железа выделяет ферменты, которые помогают переваривать жир, белки и углеводы в тонком кишечнике. В числе прочих причин мальабсорбции: • непереносимость лактозы – невозможность переваривать сахар, содержащийся в молочных продуктах из-за недостатка фермента лактазы; • целиакия – повышенная чувствительность к глютену, белку, содержащемуся в пшенице и некоторых других зерновых культурах; • билиарная атрезия – закупорка протоков, которые переносят желчь из печени в желчный пузырь (желчь – жидкость, которая помогает при переваривании и избавлении организма от определенных отходов); • болезнь Уиппла – бактериальная инфекция пищеварительной системы, которая влияет на то, как организм расщепляет жиры и углеводы; • болезнь Крона – одно из воспалительных заболеваний кишечника. Если причины связаны с питанием, лечение обычно заключается в том, чтобы избегать продуктов, которые вызывают симптомы. Если вы не переносите лактозу, вам нужно избегать молочных продуктов или, возможно, употреблять их в очень малом количестве – это зависит от тяжести непереносимости лактозы. В случае целиакии наиболее эффективным методом лечения будет отказ от пшеницы и других продуктов, содержащих глютен. Если причиной является кистозный фиброз или хронический панкреатит, необходима лекарственная терапия и коррекция образа жизни. 19) Гиповитаминоз витамина В6 сопровождается уменьшением размера эритроцитов, снижением ин-тенсивности их окраски и приводит к гипоксии тканей. Объясните роль этого витамина в метабо-лизме гемоглобина. Витамин В6 это кофермент аминоливулинатсинтазы это фермент начальной стадии синтеза гемоглобина, при отсутствии витамина В6 не будет работать фермент и не будет синтезироваться АЛК , не будет синтезироваться гемоглобин 20) СМ. 5. 21. У реб., получающего полноценное питание и витамин Д3 (холекальциферол), наблюдаются признаки рахита. Концентрация Са в крови находится ниже нормы. Каковы возможные причины патологии? Ответ: Рахит- полиэтиологичное обменное заболевание, обусловленное несоответствием между высокой потребностью растущего организма в солях фосфора и кальция и недостаточностью систем, обеспечивающих их транспорт и включение в метаболизм. Рахит характеризуется костными нарушениями, вызванными недостаточной минерализацией остеоида (формирующегося межклеточного матрикса кости). У детей старше 1 года и взрослых подобное состояние называют остеомаляцией и остеопорозом. Са в организме в большей степени входит в костные ткани, лишь 2 % его содержится в крови В крови представлен 3мя формами: Активная форма Свободный элемент в виде иона Неактивное соединение минерала с протеинами (альбумины) Неакт соед с различными анионами (фосфаты, лактаты, бикарбонаты итд) Но при диагностике Са назначают как общий- активная и неактивная формы; свободный Са Норма поступления Са для взрослого 800-1200 мг (для детей, подростков и беременным чуть выше нормы, тк он нужен для кальцификации, окостенения костей, а подросткам потому что идет усиленное развитие репродуктивной системы и для этого его надо больше, для беременных понятно почему). Референсные значения: в возрастных категориях различны Общий Са 2,1-2,7 моль\л Свободный Са 1,03-1,31 моль\л Роль Са в организме: Обеспечение прочности костным тканям за счет взаимдействия кальция с фосфором Участвует в сердечной деятельности наряду с магнием (сокращение камер сердца) Гомеостаз Нервно-гуморальное регулирование ( проведение нервных импульсов) Образование тромботического сгустка, т.е претворение протромбина в тромбин (вот почему при кровотечениях в\в вводят) Регулирует работу желез внутренней секреции (паращит) Участвует в клеточной рецепции, тем самым обеспечивая взаимообмен информации между клетками Способствует уменьшению аллергической реакции в организме (при аллергии в\в вводят) Вит Д является основным регулятором баланса между кальцием и фосфором. Их недостаток ведет к развитию рахита у детей, редко остеомаляции у взрослых. Вит Д3 образуется из части холестерина, который дегидрировался в 7-дегидрохолестерин и по действием УФО в коже подвергся к фотолизу (образовался холекальциферол- Д3) Итак причины того, что данный ребенок заболел рахитом, при полноценном питании и Д3: Выше упомянуто, что кальций играет в важных нервно-гуморальном, костно-мышечном регуляции, значит при недостатке кальция нарушился баланс Д3, фосфора. При нехватке витамина Д кальций и фосфор не усваиваются дальше в организме или их нет вообще, значит до костей они не доходят, вымываются почками. Отсюда мы видим картину рахита: искривление костей, размягчение родничков или края не закрыты, слабость мышечной мускулатуры брюшной стенки- «лягушачий живот». Эндокринные, нервные нарушения- обильное потоотделение, тем самым вызывая облысение затылка, беспокойство, сонливость\бессоница, во сне вздрагивают и плачут К 3 годам обычно обменные процессы нормализуются, но если предпринять меры заранее можно скорректировать. Для предотвращения развития рахита и усилению признаков рекомендуется: Грудное вскармливание ребенка Вводить во время прикормы Проходить регулярно медосмотры малыша Проводить солнечные ванны Питание: рациональное, витаминизированное, большое содержание молочной продукции итд 22. для большинства заболеваний характерна деструкция липидных компонентов клеточных мембран. Поясните, какой процесс при этом интенсифицируется? Предложите способ коррекции развившихся нарушений витаминами. Ответ обоснуйте. Ответ: Любая болезнь человека включает в себя повреждение клеток, характеризующееся таким нарушением внутриклеточного гомеостаза, которое ограничивает функциональные возможности клеток, угрожает их жизни или сокращает её продолжительность. Кислородные радикалы интенсифицируют перекисное окисление липидов (ПОЛ) – цепную реакцию последовательного окисления жирных кислот или их остатков в составе других липидов. Субстратами процессов ПОЛ в клеточных мембранах являются полиненасыщенные жирные кислоты (например, арахидоновая кислота). Кислородные радикалы отнимают водород из групп –СН2– полиненасыщенной жирной кислоты, находящихся рядом с двойной связью. Это для них энергетически более выгодно, поскольку происходит делокализация неспаренного электрона между тремя атомами углерода. Образуется радикал жирной кислоты, который легко присоединяет O2 и превращается в пероксидный радикал жирной кислоты. Этот радикал может отнимать водород от другой молекулы жирной кислоты. Возникает цепная реакция. Пероксиды легко распадаются с образованием альдегидов путем разрыва в жирной кислоте углеродуглеродной связи, соседствующей с пероксидной группой. Это энергетически более выгодно, поскольку эти альдегиды имеют систему сопряженных двойных связей (C=C, C=O). Интенсивность ПОЛ регулируется соотношением прооксидантов и антиоксидантов. К прооксидантам относятся ионы металлов переменной валентности, свободные радикалы, образующиеся в процессе обмена веществ (эндоперекиси простагландинов, продукты метаболизма лейкотриенов, адреналина), НАДФН и НАДН, липоевая кислота. Аскорбиновая кислота в концентрации 10-3М в присутствии Fe3+ и Cu2+ действует как прооксидант. Ионы Са2+ в концентрации около 10-5 М активируют ПОЛ путем высвобождения ионов Fe2+, связанных с отрицательно заряженными группами липидов, и тем самым увеличивая концентрацию каталитически активного Fe2+ в системе. Антиоксидантные факторы бывают двух видов – ферментные и неферментные. Из основных последствий активации ПОЛ для клеточных мембран можно выделить следующие: – повреждение липидов мембран клетки. В липидном бислое мембран формируются сквозные полярные каналы (перекисные кластеры), что увеличивает пассивную проницаемость мембран для ионов K+ , H+ , Na+ , Ca2+ И воды, снижает электрическую стабильность мембран. Увеличивается внутриклеточное содержание ионов H+ , Na+ , Ca2+ и воды, но снижается 19 внутриклеточное содержание ионов K+ . Пробой липидной части мембраны приводит к её разрыву и гибели клетки. Изменяется количественный и качественный состав мембранных липидов (снижается содержание полиненасыщенных жирных кислот), происходит делипидизация, нарушение гидрофобной области липидного бислоя, увеличивается доступность липидов для фосфолипаз; – повреждение белков мембран клетки. Повреждение аннулярных липидов нарушает функцию липидзависимых белков. При ослаблении липидбелковых взаимодействий интегральные белки выходят из мембраны во внеклеточное пространство, увеличивается неселективная проницаемость мембраны. Образуются поперечные белковые «сшивки» и ковалентно связанные белковые полимеры, окисляются SH-группы белков и необратимо инактивируются белки (например, Ca2+-АТФаза). Нарушение липидного бислоя мембран увеличивает доступность белков для протеаз; – повреждение гликопротеинов мембран клетки. Изменение состава липидного бислоя мембраны нарушает функциональные свойства гликопротеинов (цАМФ-зависимой протеинкиназы, рецепторов трансферрина). Установлено, что ПОЛ играет ведущую роль в развитии эритемы кожи под действием ультрафиолетовых лучей, световых ожогов глаз, радиационных повреждений, отравлений четыреххлористым углеродом. Активация ПОЛ составляет основное звено повреждения кардиомиоцитов при ишемической болезни сердца и инфаркте миокарда. Процесс активации полиморфноядерных лейкоцитов и макрофагов сопровождается респираторным «взрывом», характеризующимся усилением окислительного метаболизма и высвобождением активных радикалов кислорода. АФК в значительной степени обусловливают бактерицидные свойства фагоцитов, но могут быть токсичными для окружающих тканей и самих фагоцитов. Коррекция витаминами: Так уже говорилось есть антиоксидантные факторы они бывают ферментные и неферментные. Вот как раз неферментные факторы будут корректировать клеточную мембрану, клетку в целом. К ним относят: Витамин E (токоферолы), провитамины группы А (βкаротин), витамин А (ретинол), убихинон (кофермент Q10), мочевая кислота, глутатион, церулоплазмин, селенсодержащие и цинксодержащие соединения, мелатонин, ионол. Однако установлено, что большинству анти- 18 оксидантов присущи прооксидантные свойства, что зависит от концентрации этих веществ и природы соседних молекул. Витамины A, К, глюкокортикоиды, тироксин и эстрогены, холестерин и витамин D оказывают дозозависимый эффект. В высокой концентрации холестерин, увеличивая вязкость и стабилизируя мембраны, оказывает антиоксидантное действие. Са2+ в концентрации около 10-4 М и выше ингибирует активность ПОЛ. Ну и для общего разбора к ферментам относят: – супероксиддисмутаза (СОД) катализирует процесс диспропорционирования двух супероксидных радикалов с образованием пероксида водорода и молекулярного кислорода в цитоплазме, митохондриях и ядре: – каталаза катализирует процесс диспропорционирования двух молекул пероксида водорода с образованием молекулярного кислорода и воды внутри пероксисом практически во всех тканях – глутатионпероксидаза (локализующаяся в основном в цитоплазме), содержащая селен, восстанавливает перекись водорода до воды, а глутатионпероксидаза, не содержащая селен, разлагает гидроперекиси липидов нерадикальным способом. |