1-4 бх. Билет 1 Белки состав, уровни структурной организации и типы связей. Понятие о денатурированном белке. Виды денатурирующих воздействий. Применение денатурирующих агентов в медицине. Биологическая роль (функции в организме). Полифункциональность белков
 Скачать 0.8 Mb.
|
|
Билет 1 1. Белки: состав, уровни структурной организации и типы связей. Понятие о денатурированном белке. Виды денатурирующих воздействий. Применение денатурирующих агентов в медицине. Биологическая роль (функции в организме). Полифункциональность белков. Белки - высокомолекулярные азотистые органические вещества, построенные из аминокислоти играющие фундаментальную роль в структуре и жизнедеятельности организмов. Белки представляют собой нерегулярные полимеры, построенные из остатков –аминокислот. Остатки аминокислот в белках соединены амидной связью между -амино- и -карбоксильными группами. ДЕНАТУРАЦИЯ - это лишение белка его природных, нативных свойств, сопровождающееся разрушением четвертичной, третичной, а иногда и вторичной структуры белковой молекулы, которое возникает при разрушении слабых типов связей, участвующих в образовании этих структур. Первичная структура при этом сохраняется, потому что она сформирована прочными ковалентными связями. Разрушение первичной структуры может произойти только в результате гидролиза белковой молекулы длительным кипячением в растворе кислоты или щелочи. Факторы, которые вызывают денатурацию белков, можно разделить на физические и химические. Физические факторы 1. Высокие температуры. 2. Ультрафиолетовое облучение 3. Рентгеновское и радиоактивное облучение 4. Ультразвук 5. Механическое воздействие (например, вибрация). Химические факторы 1.Концентрированные кислоты и щелочи. 2. Соли тяжелых металлов 3. Органические растворители (этиловый спирт, ацетон) 4. Растительные алкалоиды. 5. Мочевина в высоких концентрациях 2. Регуляция обмена липидов. Роль гормонов, высших жирных кислот, (указать точки приложения эффекторов). Метаболизм липидов при стресс воздействиях, зависимость от длительности стрессорного сдвига (увеличение продукции адреналина и глюкокортикостероидов). Обмен липидов регулируется ЦНС. Кора большого мозга оказывает трофическое влияние на жировую ткань либо через нижележащие отделы ЦНС – симпатическую и парасимпатическую системы, либо через эндокринные железы. Соответствующие участки коры больших полушарий головного мозга через вегетативные нервные волокна регулируют состав пищеварительных соков, процессы переваривания и всасывания липидов, их биосинтез и мобилизацию. Импульсы, поступающие по симпатическим нервным волокнам, способствуют распаду липидов в жировых депо, а идущие по парасимпатическим – их накоплению. 3. Роль фторид-иона в процессе минерализации зубов. Профилактическое значение ионов. Избыточность фторид-ионов - возможные последствия. Содержание фторидов в зубах отражает количество биодоступного фторида в период формирования зубов; в толще сформированной эмали содержание фторидов остается постоянным в отличие от содержания фторидов в костях, которые продолжают накапливать их в течение жизни. Характерным является распределение ионов фтора в эмали: в поверхностных слоях эмали концентрация фторидов является сравнительно высокой, глубоких слоях эмали концентрация фторидов ниже – от 50 до 100 мг/кг. Известно, что содержание фторидов повышается в области первичного кариозного повреждения (стадия белого пятна) и отражает усиление диффузии фторидов в более порозные (менее минерализованные) участки эмали. Фториды участвуют в минерализации зуба, взаимодействуя с гидроксиапатитом, образуют гидроксифторапатиты, более устойчивые к воздействию кислот. Их образование увеличивает твердость эмали, снижает ее проницаемость, что лежит в основе повышения резистентности зубов к кариесогенным факторам. Билет 2 1.ТКАНЕВОЙ ЛИПОЛИЗ Тканевой липолиз ( мобилизация тканевого жира в клетках тканей ( прежде всего в адипоцитах) представляет собой ферментативный гидролиз жира до жирных кислот и глицерола. Гормонзависимый фермент –триацилглицеридлипаза (ТАГ-липаза). Активность ДАГ-, и МАГ- липаз не зависит от гормонов . Активируют ТАГ-липазу в основном гормоны глюкагон и адреналин через активацию аденилатциклазной системы, а также соматотропный гормон и кортизол. Инсулин дефосфосфорилирует ТАГ-липазу, что приводит к ее инактивации (тормозит липолиз).  Судьба продуктов тканевого липолиза: Если тканевой липолиз в жировой ткани,то ВЖК, в большей степени, выходят в кровь и в комплексе с альбуминами транспортируются к тканям, нуждающимся в энергии и там подвергаются бета-окислению. Если тканевой липолиз - в функционирующих тканях, то как правило, здесь же используются.  2. Противосвертывающая система Для сохранения крови в жидком состоянии в крови присутствует мощная противосвертывающая система, состоящая из множества разнообразных по структуре и специфичности компонентов – антикоагулянтов. Антикоагулянты прямого действия (антифакторы)– специфические ингибиторы конкретных факторов свертывания крови (антифактор IX, и т.д) Антикоагулянты –ингибиторы нескольких факторов, ведущим среди них является антитромбин III (действует в комплексе с гепарином)- ингибитор всех сериновых протеаз –факторов свертывания. Система протеина С(си): протеин С активируется тромбином (огр.протеолиз) и далее образует комплекс с S-белком и Са .Этот комплекс инактивирует фф V,VIII, XIII т.е.обладает антикоагулянтной активностью. Антикоагулянты непрямого действия – антивитамины К. Плазмокоагуляция Тромбин – центральная сериновая протеаза ,с одной стороны аутокаталитически активирует реакции образования фибрина через активацию факторов V, VIII и XIII, что ведет к ускорению образованию тромба. С другой стороны ,он через систему протеина С инактивирует факторы, значит замедляет эти реакции. Эти две системы «конкурируют», но совместно способствуют нормальному состоянию крови. 3. Витамин К. Источники, коферментная форма, процессы в которых он участвует, возможные причины гиповитаминоза, биохимические сдвиги при гиповитаминозе. Витамины К (нафтохиноны) – существует в нескольких формах, в клетках растений витамин К1 филлохинон, в клетках кишечной формы менахинон витамин К2. Только витамин К из жирорастворимых витаминов наделен коферментными свойствами. Источники витамина. Растительная пища: корнеплоды, шпинат, капуста. В животной пище преимущественно в печени. А также синтезируется микрофлорой кишечника. Всасывается в тонком кишечнике под действием желчных кислот и панкреатической липазы, транспортируется с помощью хиломикрон и связываясь с альбуминами накапливается в печени и селезенке с сердцем. Суточная потребность для взрослого человека 1-2 мг. Биологическая функция. Витамин К участвует в свертываемости крови, активирует фактор II (протромбин), фактор VII (проконвертин), фактор IX (Кристмаса), фактор X (Стюарта). Эти белковые факторы синтезируются как неактивные предшественники, для их активации необходимо произвести карбоксилирование глутаминовой кислоты для возможности связывания ионов Ca2+. То есть витамин К является коферментом гамма-глутаминтрансферазы, карбоксилирующая глутаминовую кислоту с образованием гамма-карбоксиглутаминовой кислоты. Авитаминоз витамина К. Проявляется сильным кровотечением и шоком организма с последующей его гибелью. Билет 3. 1. Холестерол: биологическая роль, источники. Биосинтез: субстрат, регуляция. Транспорт в крови. Выведение из клеток организма. Содержание в сыворотке в норме. Атеросклероз. Возможные факторы риска. Холестерол – стероид, характерный только для животных организмов. Основное место его образования в организме человека – печень, где синтезируется 50% холестерола, в тонком кишечнике его образуется 15-20%, остальное количество синтезируется в коже, коре надпочечников и половых железах Синтез холестерола в организме составляет примерно 0,5-0,8 г/сут. Из пищевых продуктов наиболее богаты холестеролом сметана , сливочное масло, яйца, говяжья печень Синтез холестеролапроисходит в цитозоле клеток. . Он проходит в 3 этапа: первый заканчивается образованием мевалоновой кислоты, второй – образованием сквалена (углеводород линейной структуры, состоящий из 30 углеродных атомов). В ходе третьего этапа сквален превращается в молекулу ланостерола, далее происходит 20 последовательных реакций, превращающих ланостерол в холестерол. Выведение холестерола из организма происходит в основном через кишечник: * с фекалиями в виде холестерола, поступающего с желчью, и образованных микрофлорой нейтральных стеролов (до 0,5 г/сут), * в виде желчных кислот (до 0,5 г/сут), * около 0,1 г удаляется в составе слущивающегося эпителия кожи и кожного сала, * примерно 0,1 г превращается в стероидные гормоны (половые гормоны, глюкокортикоиды, минералокортикоиды) и после их деградации выводится с мочой. * Функции холестерола 1. Структурная – входит в состав мембран, повышая их вязкость и жесткость. 2. Связывание и транспорт полиненасыщенных жирных кислотмежду органами и тканями в составе липопротеинов низкой и высокой плотности. 3. Является предшественником желчных кислот, стероидных гормонов (кортизола, альдостерона, половых гормонов) и витамина D. Регуляция синтеза холестерола осуществляется путем влияния на активность и количество ключевого фермента процесса – 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА-редуктазы (ГМГ-КоА-редуктазы). Это достигается двумя способами: 1. Фосфорилирование/дефосфорилирование ГМГ-КоА-редуктазы. Инсулин стимулирует дефосфорилирование ГМГ-КоА-редуктазы, переводя её тем самым в активное состояние. Следовательно, в абсорбтивный период синтез ХС увеличивается. В этот период увеличивается и доступность исходного субстрата для синтеза – ацетил-КоА. Глюкагон оказывает противоположное действие: через протеинкиназу А стимулирует фосфорилирование ГМГ-КоА-редуктазы, переводя её в неактивное состояние. В результате синтез ХС в постабсорбтивном периоде и при голодании ингибируется. 2. Ингибирование синтеза ГМГ-КоА-редуктазы. ХС (конечный продукт метаболического пути) снижает скорость транскрипции гена ГМГ-КоА-редуктазы, подавляя таким образом собственный синтез Транспорт холестерола и его эфиров в крови осуществляется липопротеинами низкой и высокой плотности. При уровне холестерина 5,18-6,19 ммоль/л сыворотки крови существует риск развития атеросклероза и ишемической болезни сердца, более 6,22 ммоль/л сыворотки крови - риск высокий. Норма 5.2 2. Адреналин. Глюкагон. Химическая природа. Место и регуляция продукции. Органы – мишени. Молекулярный механизм действия и роль в регуляции метаболизма (указать точки приложения активности – регуляторные ферменты). Глюкагон – это полипептид, состоящий из 29 АК. Синтезируется в А-клетках поджелудочной железы. Клетки-мишени - печень. Рецепторы к глюкагону находятся на поверхности клетки, посредник - цАМФ. Глюкагон повышает уровень цАМФ, следовательно увеличивается протеинкиназа® увеличивается количество фосфорилазы-В® увеличивается количество фосфорилазы-А, которая действует на превращение гликогена в глюкозу. Эти процессы активизируются в печени. Глюкагон повышает глюконеогенез, липолиз. Гормоны мозгового слоя - адреналин и норадреналин - производные тирозина. Органы-мишени - печень, скелетные мышцы, сердечная мышца, слюнные железы, матка. Механизм: через аденилатциклазную систему. Увеличивается цАМФ ® увеличение протеинкиназы ® увеличение фосфорилирования. Фосфорилазы действуют на превращение гликогена в глюкозу. Адреналин действует и в печени, и в мышцах, вследствие чего повышается содержание глюкозы в крови, повышается содержания молочной кислоты. Адреналин повышает потребление кислорода, увеличивает липолиз, что приводит к росту количества свободных жирных кислот в крови. Повышает кровяное давление, частоту сердечных сокращений. Адреналин действует на a1, a2, b1 и b2-адренорецепторы. Если гормоны связаны с b-рецепторами, то происходит активация цАМФ, если с a-рецепторами - ингибирование цАМФ. 3. Биохимия зубного налета. Причины возникновения, химический состав зубного налета. Возможные последствия его образования. Зубной налет – это скопление колоний микроорганизмов, обитающих в полости рта, и продуктов их жизнедеятельности на поверхности зубов. Механизм образования зубного налета (бляшки) до конца не изучен. Предложено три возможных варианта: 1. Приклеивание инвазированных бактериями эпителиальных клеток к поверхности зуба с последующим ростом бактериальных колоний. 2. Преципитация гликопротеидов слюны, которые затем агглютинируют бактерии. Для осаждения гликопротеидов слюны необходима их модификация, которая осуществляется при участии микробной нейраминидазы. 3. Преципитация внеклеточных полисахаридов типа декстрана-левана, образованных стрептококками полости рта. Модифицированные гликопротеиды и внеклеточные полисахариды формируют матрикс зубной бляшки. Минерализация зубного налета приводит к образованию зубного камня. Зубной налет возникает путем осаждения микроорганизмов - стрептококков, стафилококков, лактобактерий и др. на поверхность пелликулы зуба и растет за счет постоянного наслаивания новых видов бактерий. Однако при не соблюдении гигиены полости рта, число бактерий в налете увеличивается. Бактерии находящиеся ближе к поверхности зуба переходят на анаэробное дыхание, продуктами которого являются различные кислоты (лактат и других органический кислот). Слюна, из-за толщины налета, не может нейтрализовать данные кислоты, они накапливаются и со временем становятся причиной патологических изменений: зубного кариеса и воспаления десны Зубной налет состоит на: 70-80% из воды; 8-20% из белков; 7-14% из углеводов, и небольшого количества липидов. В состав зубного налета также входят ионы кальция, фосфата, которые в основном поступают из слюны и микроэлементы, такие как калий, натрий, фтор. В состав зубного налета входят: Белки - белки слюны, а также белки бактериальных и слущенных клеток эпителия; Ферменты - протеазы, гликозидазы, липазы и другие, в основном бактериального происхождения. Углеводы – глюкоза, гексозамины, полисахариды – декстран и леван и др. Липиды – липиды мембран клеток эпителия и бактериальной стенки – холестерин, триацилглицеролы и др. Могут образовывать комплексы с углеводами. Билет 4 1. Физико-химические свойства белков: амфотерность, денатурация и ренатурация, растворимость. Факторы, определяющие эти свойства. Принципы метода электрофореза. Классификация белков. Принципы классификации. Характеристика классов. Наиболее характерными физико-химическими свойствами белков являются: высокая вязкость растворов, незначительная диффузия, способность к набуханию в больших пределах, оптическая активность, подвижность в электрическом поле, низкое осмотическое давление и высокое онкотическое давление, способность к поглощению Уф-лучей при 280 нм (это последнее свойство, обусловленное наличием в белках ароматических аминокислот, используется для количественного определения белков). Белки, как и аминокислоты, амфотерны благодаря наличию свободных NH2-и СООН-групп и характеризуются соответственно всеми св-вами кислот и оснований. Белки обладают явно выраженными гидрофильными свойствами. Их растворы обладают очень низким осмотическим давлением, высокой вязкостью и незначительной способностью к диффузии. Белки способны к набуханию в очень больших пределах. С коллоидным состоянием белков связан рад характерных свойств, в частности явление светорассеяния, лежащее в основе количественного определения белков методом нефелометрии. Этот эффект используется, кроме того, в современных методах, микроскопии биологических объектов. Молекулы белка не способны проходить через, полупроницаемые искусственные мембраны (целлофан, пергамент, коллодий), а также биомембраны растительных и животных тканей, хотя при органических поражениях, например почек, капсула почечного клубочка (Шумлянского -Боумена) становится проницаемой для альбуминов сыворотки крови, и они появляются в моче. Денатурация белка под влиянием различных физических и химических факторов белки подвергаются свертыванию и выпадают в осадок, теряя нативные свойства. Таким образом, под денатурацией следует понимать нарушение общего плана - уникальной структуры нативной молекулы белка, приводящее к потере характерных для нее свойств (рас-творимости, злектрофоретической подвижности, биологической активности и т. д.). Большинство белков денатурируют при нагревании их раствором выше 50-60о С. Внешние проявления денатурации сводятся к потере растворимости, особенно в изоэлектрической точке, повышению вязкости белковых растворов, увеличению коли¬чества свободных функциональных SH-rpyпп и изменению характера рассеивания рентгеновских лучей. Наиболее характерным признаком денатурации является резкое снижение или полная потеря белком его биологической активности (каталитической антигенной или гормональной) При денатурации разрушаются в основном нековалентные (в частности, водородные) связи и дисульфидные мостики и не затрагиваются пептидные связи самого остова полипептидной цепи При этом развертываются глобулы нативных белковых молекул и образуются случайные и беспорядочные структуры. 2. Катаболизм гема: последовательность превращений, их локализация. Билирубин и его виды; уробилиноген, стеркобилиноген. Диагностическое значение определения желчных пигментов в крови, кале, моче. За сутки у человека распадается около 9 г гемопротеинов, в основном это гемоглобин эритроцитов. 1 Раскрытие пиррольного кольца (разрыв цикла) – вердоглобин 2 Удаление железа – биливердоглобин 3 Отщепление (отделение) глобина – биливердин 4 Восстановление гамма - метиновой группы – билирубин. Билирубин образуется при распаде гемоглобина. Этот процесс протекает в клетках печени, селезенки и костного мозга. Билирубин является основным желчным пигментом у человека. При распаде 1 г гемоглобина образуется 35 мг билирубина, а в сутки у взрослого человека – примерно 250-350 мг. Дальнейший метаболизм билирубина происходит в печени. Прямой билирубин – это нормальный компонент желчи, попадающий в кровь в незначительном количестве. Он может проходить через почечный барьер, но в крови в норме его мало Вместе с желчью прямой билирубин выводится в тонкий кишечник. В кишечнике билирубинглюкурониды гидролизуются специфическими бактериальными ферментами β-глюкуронидазами. Освободившийся билирубин под действием кишечной микрофлоры восстанавливается с образованием сначала мезобилирубина, а затем мезобилиногена(уробилиногена). Небольшая часть уробилиногенов, всасываясь в тонком кишечнике и верхнем отделе толстого, через систему воротной вены попадает в печень, где практически полностью разрушается до дипиррольных соединений. Уробилиноген при этом в общий кровоток не поступает и в моче не определяется. Основная часть уробилиногена поступает в толстый кишечник, где под влиянием микрофлоры подвергается дальнейшему восстановлению с образованием стеркобилиногена. Образовавшийся стеркобилиноген почти полностью выделяется с калом. На воздухе он окисляется и превращается в стеркобилин, являющийся одним из пигментов кала. Небольшая часть стеркобилиногена попадает путем всасывания через слизистую толстого кишечника в систему нижней полой вены (через геморроидальные вены), доставляется в почки и выводится с мочой (4 мг/сутки). Распределение желчных пигментов в норме: кровь – общий билирубин – 8,5 – 20,5 мкмоль/л; непрямой билирубин – 1,7 – 17,1 мкмоль/л; прямой билирубин – 2,2 – 5,1 мкмоль/л; моча – стеркобилиноген – 4 мг/сутки; кал – стеркобилиноген. 3. Характеристика химического состава дентина. Минерализация. Дентин состоит из основного вещества, пронизанного дентинными канальцами, в которых располагаются отростки одонтобластов. Дентинные канальцы – тонкие трубочки, идущие радиально от пульпы зуба к эмали или цементу. Просвет канальца заполнен отростком одонтобласта, который окружен дентинной жидкостью. Основное вещество дентина – обызвествленная ткань с большим количеством коллагеновых волокон. Различают перитубуярный дентин (непосредственно окружает дентинные канальцы) и интертубулярный дентин (располагается между канальцами). Перитубулярный дентин гораздо более плотный. Различают также плащевой (наружный) дентин – в нем коллагеновые волокна располагаются радиально (волокна Корфа), и околопульпарный (внутренний) дентин – в нем коллагеновые волокна располагаются тангенциально (волокна Эбнера). Обызвествление дентина неравномерно, кристаллы гидроксиапатита располагаются внем в виде глобулей (глыбок), соответственно различают также интерглобулярный дентин (в его составе нет солей кальция). Часть дентина, непосредственно прилегающая к пульпе зуба также мало минерализована, ее называют предентин. Дентин сохраняет способность к росту за счет функции клеток пульпы – одонтобластов. Поэтому различают первичный дентин – образуется в процессе развития зуба, вторичный дентин – образуется в течение жизни человека, третичный (иррегулярный, травматический, репаративный) дентин – образуется под действием различных раздражающих факторов. В норме с возрастом толщина дентина увеличивается, а объем полости зуба уменьшается. |