Львівський національний медичний університет імені данила галицького кафедра біологічної хімії методичні вказівки для практичних занять з біологічної хімії (для студентів стоматологічного факультету)

Вид материала

Содержание

Актуальність теми
Конкретні завдання
Теоретичні питання
Практична робота Дослід 1. Виявлення білка у тканинах зуба.
Матеріальне забезпечення
Матеріальне забезпечення
Хід роботи.
Дослід 2а. Реакція на іони кальцію
Дослід 2б. Реакція на іони магнію
Дослід 2в. Молібденова проба на фосфатну кислоту
Клініко-діагностичне значення.
Контроль виконання лабораторної роботи
Приклади тестів “Крок-1”
C. Тиреокальцитоніну
Актуальність теми.
Практична робота
Матеріальне забезпечення
Клініко-діагностичне значення.
Матеріальне забезпечення
Клініко-діагностичне значення.
...
Полное содержание

Подобный материал:

1 ... 12 13 14 15 16 17 18 19 20

Основна:

Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. Підручник .- Тернопіль: Укрмедкнига. – 2002. – С. 655 – 666.
Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф, Биологическая химия.- Москва: Медицина, 1990. – С. 518 – 527.
Практикум з біологічної хімії. За ред. О.Я.Склярова.- Київ: Здоров’я. – 2002. – 298 с.
Біохімічні показники у нормі і при патології. Навчальний довідник / За ред. Склярова О.Я. – К.: Медицина, 2007. – 320 c.
Ситуаційні задачі та тести з біологічної хімії (Посібник для студентів медичних вузів)/За ред. Проф. Склярова О.Я.– Львів. 2006. – 232 с.

Додаткова:

Вавилова Т.П. Биохимия тканей и жидкостей полости рта: учебное пособие, 2-е изд., испр. и доп. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. – 208 с.
Марри Р., Греннер Д., Мейес П. Биохимия человека. – Москва: Мир. – 2004. – С. ІІ, 311 – 318, ІІ. 347 – 351.
Бышевский А.Ш., Терсенов О.А. Биохимия для врача. – Екатеринбург, Уральский рабочий. - 1994. – С.173 – 177, 227 – 230, 333 – 336.
Ленинджер А. Основы биохимии. – М.: Мир, 1985., Т.1. – С.176 – 184.

Тема № 14. Дослідження біохімічного складу тканин зуба: органічні та мінеральні компоненти. Амелогенез.

Мета заняття: Засвоїти хімічну будову та метаболічні особливості тканин зуба за фізіологічних умов і при розвитку карієсу та флюорозу; механізми регуляції метаболічних процесів у зубо-щелепній системі.

Актуальність теми: Формування системних знань про особливості метаболізму в пародонті та біохімічні механізми мінералізації і демінералізації тканин зуба важливо для розуміння причин виникнення захворювань не тільки органів ротової порожнини, а й організму в цілому, їх адекватної профілактики та правильного лікування.

Конкретні завдання:

Давати характеристику хімічному складу та обмінним процесам органічних і мінеральних речовин у тканинах зуба.
Оволодіти методами виявлення органічних і неорганічних сполук та кількісного визначення кальцію та фосфору в тканинах зуба.
Давати оцінку отриманим результатам.

Теоретичні питання

Загальна характеристика хімічного складу тканин зуба (емалі, дентину, цементу, пульпи).
неорганічні речовини емалі: поняття про емалеві призми, види апатитів, їх властивості та біологічна роль.
органічні речовини емалі (специфічні білки, пептиди, вуглеводи, ліпіди).
Особливості хімічного складу дентину, його структурно-функціональна організація. Цемент зуба.
Пульпа – особливості біохімічного складу та обміну.
Амелогенез. Процеси мінералізації – демінералізіції – основа мінерального обміну тканин зуба. Проникність емалі.
Роль вітамінів А, D, Е, К, С у регуляції процесів мінералізації тканин зуба.
Гормональна регуляція процесів мінералізації тканин зуба.
Поверхневі утвори на зубах за умов норми (кутикула, пелікула) та патології (зубний наліт і зубний камінь).
Біохімічні зміни в тканинах зуба при карієсі.
Значення фтору для виникнення карієсу та флюорозу.
Склад ясенної рідини та його зміни при патології пародонта.

Практична робота

Дослід 1. Виявлення білка у тканинах зуба.

Принцип методу полягає в тому, що білки зуба розчиняються при нагріванні у розчині лугу і їх можна виявити біуретовою реакцією.

Матеріальне забезпечення: наважка зуба (50 мг), 10 % розчин NaOH, 1 % розчин сульфату міді, пробірки.

Хід роботи. Наважку зуба масою 50 мг вносять у пробірку і додають 10 крапель 10 % розчину NaOH. Вміст пробірки нагрівають до кипіння, потім його охолоджують і додають краплю 1 % розчину сульфату міді. Спостерігають появу фіолетового забарвлення (біуретова реакція).

Зробити висновок. Пояснити отриманий результат.

Дослід 2. Якісний аналіз мінеральних речовин зуба.

Принцип методу полягає у демінералізації тканин зуба хлоридною кислотою з утворенням екстракту. При цьому катіони кальцію, магнію тощо утворюють відповідні солі – хлорид кальцію, хлорид магнію тощо, а фосфатні залишки – фосфатну кислоту. кальцій, магній і фосфор виявляють специфічними реакціями: іони кальцію з оксалатом амонію утворюють важкорозчинний білий осад оксалату кальцію; іони магнію витяжки з концентрованим розчином аміаку утворюють білий осад фосфат-магній-амонію; фосфатна кислота (фосфор) з молібденовим реактивом при нагріванні утворює жовтий осад фосфоромолібдату амонію.

Матеріальне забезпечення: наважка зуба (100 мг), 2 н НСl, 2 н NаОН, пробірка з трубкою-холодильником, насичений розчин оксалату амонію, концентрований розчин аміаку, молібденовий реактив, мірна колба на 250 мл, фільтри, ФЕК, центрифуга, пробірки, піпетки.

Хід роботи.

Екстрагування (розчинення) солей тканин зуба: точну наважку зуба (100 мг) вносять у широку пробірку і додають до неї 10 мл 2 н розчину хлоридної кислоти. Пробірку закривають корком з трубкою-холодильником і ставлять у киплячу водяну до повного розчинення мінеральної частини наважки. Вміст пробірки охолоджують і кількісно переносять у мірну колбу на 250 мл. Для цього пробірку промивають 3 – 4 рази 5-ма мл дистильованої води, зливаючи їх у мірну колбу. У мірну колбу вносять 10 мл 2 н розчину гідроксиду натрію для нейтралізації вмісту, а потім доводять дистильованою водою до мітки. Вміст колби ретельно перемішують.

Дослід 2а. Реакція на іони кальцію: у пробірку до 3 – 4 мл фільтрату додають 3 – 4 краплі насиченого розчину оксалату амонію. Випадає білий осад оксалату кальцію:

СаНРО₄ + (NН₄)₂С₂О₄ = СаС₂О₄ + (NН₄)₂НРО₄

Дослід 2б. Реакція на іони магнію: вміст пробірки з попереднього досліду 2а фільтрують. На фільтрі залишається оксалат кальцію, а в фільтраті виявляють іони магнію. Для цього до фільтрату додають 3 – 4 краплі концентрованого розчину аміаку. Випадає осад фосфат-магній-амонію:

MgHPO₄ + NH₄OH = MgNH₄PO₄ + H₂O

Дослід 2в. Молібденова проба на фосфатну кислоту: до 2 мл профільтрованої витяжки додають 5 – 6 крапель молібденового реактиву і нагрівають до кипіння. Рідина забарвлюється у лимонно-жовтий колір. При охолодженні поступово викристалізовується жовтий осад комплексної сполуки фосфорно-молібденового амонію (фосфоромолібдат амонію):

12 (NH₄)МоО₄ + Н₃РО₄ + 21 НNО₃ = (NH₄)₃РО₄. 12 МоО₃ + 21 NH₄NО₃ + 12 Н₂О

Зробити висновок. Пояснити отриманий результат.

Клініко-діагностичне значення. Визначення вмісту кальцію та фосфору в біологічних рідинах (кров, сеча, слина) є важливим в оцінці обміну цих елементів, який підтримується в основному кістками скелету і в незначній мірі тканинами зуба. Причинами порушення обміну цих макроелементів можуть бути як екзогенні (неповноцінне і незбалансоване харчування), так і ендогенні фактори. У стоматологічній практиці спостерігається паралелізм між ступенем тяжкості супутніх стоматологічних захворювань (пародонтоз, карієс тощо) і обміном кальцію і фосфору при таких захворюваннях як рахіт, остеопороз, ниркова остеодистрофія, метастази в кістки тощо. Для клінічної діагностики однією з гомеостатичних констант організму людини є концентрація кальцію і фосфору в сироватці крові і сечі.

Гіперкальціємію (в нормі 2,2 – 2,7 ммоль/л) спостерігають при гіпертиреозі, гіпервітамінозі D, наявності метастазів у кістку з наступним її руйнуванням, акромегалії тощо.

Гіпокальціемія розвивається при рахіті (гіповітамінозі D або резистентності до нього, зниженні синтезу кальцитриолу), порушенні всмоктування кальцію в кишці, при гіпофункції прищитоподібних залоз, гіперсекреції кальцитоніну, надлишку синтезу кортикостероїдів (синдром Іценка-Кушинга), дефіциті магнію, масивній гемотрансфузії, алкоголізмі, остеомаляції, остеопорозі.

Гіперкальційурію (в нормі 2,5 – 10 ммоль/добу) спостерігають при гіпопаратиреозі, злоякісних пухлинах, ацидозі, остеопорозі. Знижується виділення кальцію з сечею при гіпокальціемії, гіпотиреозі, остеомаляції, стеатореї.

Гіперфосфатемія (норма 0,81 – 1,45 ммоль/л) спостерігається при токсикозах вагітних, посиленій м’язовій роботі, наявності метастазів у кістку з наступним її руйнуванням.

Гіпофосфатемія розвивається при гіперпаратиреозі, рахіті, гіповітамінозі D, нирковому ацидозі, зниженні активності лужної або кислої фосфатаз кісток, печінки тощо.

Гіперфосфатурія (в нормі 10 – 30 ммоль/л) спостерігається при рахіті, гіперпаратиреозі, менінгіті, діабеті, лейкемії. Гіпофосфатурія зустрічається при гіпопаратиреозі, акромегалії, гіпервітамінозі D.

Контроль виконання лабораторної роботи

1. З наведених амінокислот, що містять гідроксильну групу, одна має найбільше значення у формуванні структури колагену та органічного матриксу зуба. Яка це амінокислота?

A.Оксипролін

B.Тирозин

C.Серин

D.Треонін

E. Гомосерин

2. Органічний матрикс емалі представлений багатьма сполуками, зокрема, білками. До специфічних білків емалі належать…

A. Енаелін та амелогенін

B. Колаген

C. Еластин

D. Протеоглікани

E. Альбуміни

3. Для формування мінерального матриксу твердих тканин зуба необхідна висока концентрація фосфат-іонів, які утворюються в процесі гідролізу фосфорноефірних зв’язків за участі лужної фосфатази. Які катіони є активаторами цього процесу?

A. Цинк

B. Магній

C. Ферум

D. Кальцій

E. Натрій

Приклади тестів “Крок-1”

1. У дитини спостерігається порушення формування емалі та дентину зубів через знижений вміст іонів кальцію в крові. Дефіцит якого гормону може спричинити такі порушення?

A. Паратгормону

B. Трийодтироніну

C. Тиреокальцитоніну

D. Соматотропіну

E. Тироксину

2. Карієс може виникати внаслідок дії на емаль багатьох чинників. Синтез якого компонента забезпечує найвищу резистентність емалі до карієсу?

A. Фторапатиту

B. Гідроксіапатиту

C. Хлорапатиту

D. Колагену

E. Карбонатного апатиту

3. Зубний камінь – це патологічний звапнілий утвір на поверхні зубів. Головним джерелом надходження мінеральних речовин при формуванні під’ясенного зубного каменю є :

A. Ясенна рідина

B. Ротова рідина

C. Слина

D. Плазма крові

E. Сироватка крові

Література:

Основна:

Біохімічні показники у нормі і при патології. Навчальний довідник / За ред. Склярова О.Я. – К.: Медицина, 2007. – 320 c.
Біологічна хімія. Тести та ситуаційні задачі / За ред. О.Я. Склярова. – Львів:, 2006. – 272 с.
Тарасенко Л.М., Григоренко В.К., Непорада К.С. Функціональна біохімія: підручник. 2-е вид., доп. – Вінниця: Нова книга, 2007. – 384 с.
Яремій І.М., Мещишин І.Ф. Біохімія органів ротової порожнини: Навчальний посібник для студентів, які навчаються за спеціальністю „Стоматологія”. Чернівці: Медуніверситет, 2008. – 184 с.
Лекційний матеріал.

Додаткова:

Биология полости рта / Е. В. Боровский, В. К. Леонтьев. – Изд. 2-е, стер. – М. : Мед. кн. ; Н. Новгород : Изд-во НГМА, 2001. – 303 с.
Вавилова Т.П. Биохимия тканей и жидкостей полости рта: учебное пособие, 2-е изд., испр. и доп. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008 – 208 с.
Паворознюк В.В., Мазур И.П. Костная система и заболевания парадонта. – К.: Здоров’я, 2003. – 446 с.

Тема № 15. Біохімія м’язової та нервової тканин. Порушення обміну медіаторів та модуляторів головного мозку при психічних розладах.

Мета заняття. Знати склад і біохімічні особливості метаболізму м’язової та нервової тканин, їх функціонування в нормі і при деяких патологіях. Вміти кількісно визначати креатинін і креатин у сечі для діагностики деяких захворювань. Оволодіти методом визначення холінестерази.

Актуальність теми. М’язовій та нервовій тканинам властивий специфічний метаболізм в залежності від віку людини та патологічних станів, викликаних як ендогенними, так і екзогенними факторами. Особливе місце в клініці займають біохімічні методи дослідження патологічних процесів у м’язах, зокрема визначення креатиніну в сечі. При багатьох захворюваннях нервової системи і особливо при стресах важливо знати вміст не тільки нейромедіаторів, а й активність відповідних їм ензимів, наприклад, ацетилхолінестерази в сироватці крові.

Конкретні завдання.

Аналізувати біохімічний склад м’язів, роль білків у побудові їх структури.
Пояснювати молекулярні механізми м’язового скорочення
Аналізувати біохімічні основи енергозабезпечення м’язів, роль АТФ і креатинфосфату в даних процесах.

Пояснювати особливості хімічного складу білої і сірої речовин мозку.
Трактувати особливості метаболізму нервової системи.
Пояснювати молекулярні механізми дії нейромедіаторів. Аналізувати біохімічну основу порушень обміну медіаторів і модуляторів головного мозку при психічних розладах.

Теоретичні питання

Біохімічний склад міоцитів. Білки міофібрил: міозин, актин, тропоміозин, тропонін. Молекулярна організація товстих і тонких філаментів.
Екстрактивні речовини м’язів, азотисті і безазотисті, їх хімічна природа та роль. Молекулярні механізми м'язового скорочення: сучасні уявлення про взаємодію м'язових філаментів. Роль іонів Са²⁺ в регуляції скорочення та розслаблення скелетних і гладеньких м'язів.
Біоенергетика м’язової тканини. Макроергічні сполуки м’язів. Структура, утворення і роль АТФ, креатинфосфату, креатинфосфокіназ, джерела АТФ у м'язах; роль креатинфосфату в забезпеченні енергії м'язового скорочення.
Біохімічні зміни в м’язах при патології.
Особливості біохімічного складу та метаболізму головного мозку: хімічний склад головного мозку, нейроспецифічні білки та ліпіди (гангліозиди, цереброзиди, холестерол), особливості амінокислотного складу мозку, роль системи глутамінової кислоти.
Енергетичний обмін в головному мозку людини.
Біохімія нейромедіаторів (ацетилхоліну, норадреналіну, дофаміну, серотоніну, збуджувальних і гальмівних амінокислот), їх роль у передачі нервових імпульсів та регуляції пам’яті.
Рецептори для нейромедіаторів та фізіологічно активних сполук.
Пептидергічна система головного мозку.
Опіоїдні пептиди (енкефаліни, ендорфіни, динорфіни) та їх рецептори.
Порушення обміну медіаторів та модуляторів головного мозку при психічних розладах.
Біохімічні механізми, які лежать в основі нервово-психічних захворювань людини (алкоголізм, наркоманія, хвороба Альцгеймера, розсіяний склероз, хвороба Паркінсона, епілепсія).

Практична робота

Дослід 1. Кількісне визначення креатиніну в сечі.

Принцип методу. Метод базується на кольоровій реакції (реакція Яффе) креатиніну з пікриновою кислотою в лужному середовищі з подальшим визначенням інтенсивності забарвлення на ФЕКу. Концентрацію креатиніну в сечі знаходять за калібрувальним графіком.

Матеріальне забезпечення: насичений розчин пікринової кислоти, 10 % розчин гідроксиду натрію, ФЕК, мірні циліндри на 100 мл, мірні піпетки, скляні палички.

Хід роботи. В один мірний циліндр відміряють 0,5 мл сечі (дослід), а в другий – 0,5 мл дистильованої води (контроль). В обидва циліндри добавляють по 0,2 мл 10% гідроксиду натрію і по 3 мл насиченого розчину пікринової кислоти, перемішують вміст циліндрів, залишають на 5 хв, потім доводять дистильованою водою до 100 мл, перемішують скляною паличкою і вимірюють на ФЕКу екстинкцію досліду проти контролю в кюветах з товщиною шару 1 см із зеленим світлофільтром.

Крива залежності оптичної густини розчину креатиніну від його концентрації.

Знаючи оптичну густину, за калібрувальним графіком визначають вміст креатиніну в досліді і розраховують кількість креатиніну, виділеного з сечею за добу за формулою:

де а – кількість креатиніну, знайдена за калібрувальним графіком;

V_доб– добовий об’єм сечі (1500 мл);

V_досл– об’єм сечі, взятий для аналізу, мл;

(коефіцієнт перерахунку в одиниці СІ (ммоль/доб) дорівнює 8,84).

Пояснити отриманий результат. Зробити висновки.

Клініко-діагностичне значення. В середньому за добу з сечею виділяють креатиніну у чоловіків 8,8 – 17,7 ммоль/добу (1,0 – 2,0 г/добу), а у жінок – 7,1 – 15,9 ммоль/добу (0,8 – 1,8 г/добу). Збільшення виділення креатиніну спостерігають при надмірному вживанні м’ясної їжі (екзогенний креатинін), розпаді білків протоплазми, посиленій фізичній роботі, акромегалії, цукровому та нецукровому діабетах, інфекційних та інших захворюваннях (ендогенний креатинін). Виділення креатиніну значно зменшується при захворюваннях нирок, м’язовій дистрофії, гіпертиреозі, анемії, лейкемії, у людей похилого віку, при хронічному нефриті з уремією (при цьому вміст його в крові збільшується). Креатинін, на відміну від багатьох інших низькомолекулярних речовин, не реабсорбується і тому за його екскрецією з сечею можна оцінювати стан клубочкової фільтрації.

Дослід 2. Визначення активності холінестерази в сироватці крові титраметричним методом Мішеля.

Принцип методу. Визначення ґрунтується на ферментативному гідролізі ацетилхоліну з утворенням ацетатної кислоти, яку визначають титруванням за допомогою натрію гідроксиду.

Матеріальне забезпечення: 1,5% ацетилхолін, 1% фенолфталеїн, 0,01М натрію гідроксид, термостат, пробірки.

Хід роботи. У дві пробірки вносять по 1мл 1,5% ацетилхоліну, далі в одну з них (дослідну) додають 1 мл досліджуваної сироватки, а в другу пробірку (контрольну) додають 1 мл попередньо інактивованої (при 56 С впродовж 30 хв) сироватки. У кожну із пробірок вносять 2 – 3 краплі фенолфталеїну, після чого проводять титрування за допомогою 0,01 М натрію гідроксиду.

Розрахунок. Вираховують різницю V=V_д  V_к ,

де V_д – кількість мл 0,01М NaOH, яка пішла на титрування дослідної проби;

V_к – кількість мл 0,01 М NaOH, яка пішла на титрування контрольної проби.

Нормальні величини: 2 – 4 мл 0,01М натрію гідроксиду, який пішов на титрування 1мл сироватки.

Зробити висновок.

Клініко-діагностичне значення. Активність холінестерази (ХЕ) у здорових людей може значно коливатися, проте у однієї і тієї самої особи вона досить стабільна і становить 45 – 95 мкмоль/с·л. ХЕ (бутирилхолінестераза) належить до секреторних ензимів клітин печінки. На відміну від більшості інших ензимів її активність у крові при захворюваннях цього органа знижується, оскільки порушується синтез ензиму в гепатоцитах. Значне зниження активності ХЕ спостерігають при гострих і хронічних гепатитах, цирозах печінки, злоякісних пухлинах печінки.

Визначення активності ХЕ у сироватці крові використовують найчастіше як прогностичний критерій при гострих і особливо хронічних ураженнях паренхіми печінки фосфаторганічними отрутами. Ступінь зниження активності ензиму відображає тяжкість і поширення ураження печінкових клітин.

Активність ХЕ у сироватці незначно підвищується при деяких психічних захворюваннях, особливо при маніакально-депресивному психозі, стані тривоги та депресивних неврозах, при шизофренії, розсіяному склерозі, особливо у пацієнтів з прогресуючою формою патологічного процесу, який супроводжується чіткою демієлінізацією.

Значне підвищення активності ХЕ у навколоплідних водах може свідчити про серйозні ураження нервової системи плода.

Контроль виконання лабораторної роботи

У чому полягає принцип методу Мішеля визначення активності холінестерази у сироватці крові?

На чому ґрунтується принцип методу визначення креатиніну в сечі? Про що свідчить збільшення чи зменшення креатиніну в сечі?
Відомо, що характерною ознакою бронхіальної астми є спазм гладкої мускулатури бронхіол. Які причини появи такого симптому?

Для хворих з недостатністю тіаміну характерний ряд неврологічних симптомів: втрата рефлексів, збудливість, сплутаність свідомості. Поясніть, чому нестача тіаміну відбивається на функції мозку?

Відомо, що глікоген, який складає енергетичний запас організму, відкладається про запас у печінці та м’язах, але не створює резерву у такій важливій тканині як мозок, яка у великій кількості використовує глюкозу. Поясніть, чому глікоген не запасається у мозку?