Для самостоятельного изучения «Роль химических элемнтов в функцио- 5 нировании организма» (Землякова Л. Ф.)
| Вид материала | Методические рекомендации |
- И темы рабочей программы самостоятельного изучения Перечень домашних заданий и других, 313.59kb.
- План лекции: Разделение химических элементов по количественному содержанию. Вода,, 130.01kb.
- Т ч. для самостоятельного изучения и подготовки доклад, 35.86kb.
- Ы и темы рабочей программы самостоятельного изучения Перечень домашних заданий и других, 75.84kb.
- Т. В. для самостоятельного изучения во время карантина с 16. 02. 2011 по 23. 02. 2011., 72.13kb.
- Вода (без воды и не туды и не сюды) роль в химических процессах, основная составляющая, 71.09kb.
- Вопросы к занятию по теме: "Роль наследственности в патологии", 10.55kb.
- Урок в 9 классе по теме «Бериллий, магний и щелочноземельные металлы.», 43.76kb.
- Лекционный курс и вопросы для самостоятельного изучения предмета «Физическая культура», 85.4kb.
- Методические указания по выполнению рефератов Для самостоятельной работы, 313.5kb.
Тема 3.16. Исследование нормальных и патологических компонентов мочи
Актуальность темы
Почки являются одними из основных органов, участвующих в удалении из организма конечных продуктов обмена веществ. Это связано тем, что в почках образуется моча, которая и выводится из организма.
Моча представляет собой водный раствор конечных продуктов метаболизма, выделяемых организмом. За сутки в среднем образуется 1,5 л мочи.
Исследование мочи имеет большое значение, так как изменение химических процессов в организме при различных заболеваниях приводит к изменению количественного и качественного состава мочи, а также к появлению в некоторых случаях веществ, которые в моче здорового человека не обнаруживаются. Кроме того, актуальным является и исследование в моче содержания лекарственных препаратов и их метаболитов, что позволяет оценить фармакологическое действие лекарств и прогнозировать их терапевтический эффект.
Для клинического исследования используют, в зависимости от определяемого вещества, либо утреннюю порцию мочи, либо ее суточное количество.
Теперь ознакомьтесь с целями занятия.
^ Общая цель
Уметь анализировать результаты биохимического анализа мочи на основании качественного и количественного исследования химического состава мочи для последующего использования в диагностике различных заболеваний.
^ Конкретные цели: Цели исходного уровня:
Уметь:
| 1.Анализировать качественные и количественные результаты определения белка в моче | 1. Интерпретировать действия высокой температуры и концентрированнных кислот на белок (кафедра медицинской и фармацевтической химии) |
| 2.Анализировать результаты качественного и количественного определения глюкозы в моче | 2. Интерпретировать механизм реакций определения концентрации глюкозы в растворе (кафедра медицинской и фармацевтической химии) |
| 3.Анализировать результаты качественных реакций на наличие кетоновых тел в моче | 3. Интерпретировать механизм качественных реакций на кетоновые тела (кафедра медицинской и фармацевтической химии) |
^ Для проверки исходного уровня Вам предлагается выполнить ряд заданий.
Задания для самопроверки и самокоррекции исходного уровня.
Задание 1. К исследуемой моче добавили 5 капель 10% раствора щелочи и 5 капель 2% раствора сульфата меди. Далее содержимое пробирки довели до кипения. Раствор окрасился в оранжевый цвет. О наличии какого вещества свидетельствует реакция?
А. Белка
В. Ацетона
С. Кетоспирта
D. Спирта
Е. Глюкозы
Задание 2. К исследуемому раствору добавили раствор концентрированной азотной кислоты, после чего в пробирке выпал белый осадок, который не растворился после нагревания. Какое вещество выпало в осадок?
А. Соли азотнокислые
В. Белок
С. Глюкоза
D. Фруктоза
Е. Триглицериды
Задание 3. К исследуемому раствору добавили 10% раствор едкого натра, а затем раствор Люголя до появления светло-желтого окрашивания. Появился осадок бледно-желтого цвета, имеющий запах йодоформа. Какое вещество было обнаружено в растворе?
А. Спирт
В. Моносахарид
С. Ацетон
D. Альдегид
Е. Жирная кислота
Задание 4. К исследуемому раствору добавили несколько капель 10 % раствора хлорного железа, появилось вишнево-красное окрашивание. Для какого соединения характерна такая реакция?
А. Жирной кислоты
В. Ацетоуксусной кислоты
С. Уксусного альдегида
D. Этилового спирта
Е. Галактозы
Задание 5. Исследуемый прозрачный бесцветный раствор нагрели до кипения. Выпал белый осадок. Какое вещество предположительно было в растворе?
А. Липид
В. Белок
С. Сахароза
D. Сульфат аммония
Е. Бензол
Задание 6. К исследуемому раствору добавили соли висмута, довели до кипения. Выпал черный осадок. Для какого класса веществ характерна эта реакция?
А. Углеводов
В. Липидов
С. Кетонов
D. Спиртов
Е. Эфиров
Правильность решения проверьте, сопоставив их с эталонами ответов.
Эталоны ответов к решению заданий для самопроверки и самоконтроля исходного уровня: 1 – Е, 2 - В, 3 - С.
Информацию для восполнения исходного уровня можно найти в следующей литературе.
1.Тюкавкина Н.А.,Бауков Ю.И. Биоорганическая химия. М.: Медицина, 1991. – С. 263-268, 330-336.
2.Лекции по биоорганической химии.
Содержание обучения
Содержание обучения должно обеспечивать достижение целей обучения, чему способствует граф логической структуры изучаемой темы (Приложение 1).
Основные теоретические вопросы, позволяющие выполнить целевые виды деятельности:
1.Функции почек: выделительная,реабсорбционная,секреторная,гормональная.
2.Физико-химические характеристики мочи (рН, цвет,прозрачность, плотность, диурез) и диагностическое значение их определения.
3.Нормальные химические компоненты мочи.
4.Патологические компоненты мочи и диагностическое значение их определения (белок, сахар, кровь, билирубин, кетоновые тела).
5.Методы определения в моче белка, глюкозы, кетоновых тел.
Найти материал для освоения этих вопросов можно в одном из следующих источников.
Обязательная литература
1. Практикум з біологічної хімії/ За ред. проф. Склярова О.Я. – Київ: Здоров’я, 2002. – С.
263 – 275
2. Лекции по биохимии
3. Тестовые задания по биологической химии/ Под ред.Б.Г.Борзенко. - Донецк,2000.-С.
252 - 275
4. Граф логической структуры (Приложение 1)
5. Инструкция к практическому занятию
Дополнительная литература
1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. - М.: Медицина,1998. - С.608 - 624
2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. - М.: Медицина, 1990. - С.473-487
3. Николаев А.Я. Биологическая химия. -М.: ООО «Медицинское информационное
агентство», 1998. - С. 358 - 368
4. Пустовалова Л.М. Практикум по биохимии.- Ростов-на-Дону: Феникс, 1999.-С.298-308
5. Козловская Л.В., Мартынова М.А. Учебное пособие по клиническим лабораторным
методам исследования (с элементами программирования). – М.: Медицина, 1975. – С.
169 – 188
6. Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э., Хилл Р., Леман А. Основы биохимии: В 3-х томах. – М.:
Мир, 1981. – Т.3. – С. 1372 - 1399
После изучения вышеперечисленных вопросов для самопроверки усвоения материала по изучаемой теме предлагается решить следующие целевые обучающие задачи.
Целевые обучающие задачи:
Задача 1. К врачу на приеме обратился пациент с жалобами на полиурию, жажду, слабость, исхудание в течение последних двух недель.Какое отклонение от нормы может быть в его моче?
А. Наличие гемоглобина
В. Наличие билирубина
С. Снижение удельного веса
D. Увеличение содержания стеркобилиногена
Е. Наличие глюкозы
Задача 2. К врачу на приеме обратился пациент с жалобами на полиурию, жажду, слабость, исхудание в течение последних двух недель. Какое отклонение от нормы может быть в его моче?
А. -оксибутират
В. Наличие порфобилиногена
С. Увеличение содержания креатинина
D. рН 8,0
Е. Уменьшение количества мочевины
Задача 3. К врачу на приеме обратился пациент с жалобами на полиурию, жажду, слабость, исхудание в течение последних двух недель.Какое отклонение от нормы может быть в его моче?
А. Увеличение удельного веса мочи
В. Увеличение индикана в моче
С. Снижение индикана в моче
D. Уменьшение концентрации аминокислот в моче
Е. Повышение уровня уратов в моче
Задача 4. Пациента беспокоят боли в пояснице, уменьшение суточного диуреза, помутнение мочи. Какое изменение в анализе мочи следует предполагать?
А. Наличие белка
В. Наличие ацетона
С. Увеличение количества мочевины
D. Увеличение содержания парных глюкуроновых кислот
Е. Наличие глюкозы
Задача 5. Пациент обратился к врачу с жалобами на боли в правом подреберье, повышение температуры, горечь во рту, изменение цвета кожи. Что характерно для анализа мочи в данном случае?
А. Наличие билирубина
В. Повышение уровня стеркобилиногена
С. Наличие глюкозы
D. Увеличение содержания парных серных кислот
Е. Появление ацетона
Правильность решения проверьте, сопоставив их с эталонами ответов.
Эталоны ответов к решению целевых обучающих задач: 1- Е.
^ Краткие методические рекомендации к проведению занятия
В начале занятия проводятся тестовый контроль исходного уровня знаний студентов и его коррекция. Проверяется выполнение домашнего задания. Затем студенты приступают к выполнению лабораторной работы, используя при этом инструкцию.
После выполнения лабораторной работы необходимо оформить протокол,сделать выводы к работе, которые проверяет и контролирует преподаватель. В конце занятия проводится итоговый контроль, подводятся итоги занятия.
^ Инструкция к проведению практического занятия по теме «Исследование нормальных и патологических компонентов мочи»
Работа 1. Количественное определение белка в моче по методу Брандберга – Робертса – Стольникова
^ Принцип метода основан на реакции Геллера с концентрированной азотной кислотой. Установлено, что в растворах, содержащих 0,033 % белка, т.е. 0,033 г/л, через 2 или 3 минуты образуется характерное белое кольцо после наслаивания мочи на азотную кислоту.
^ Материальное обеспечение: моча, 50% раствор азотной кислоты, пипетки, штативы, пробирки.
Ход работы.
- Приготовьте пять пробирок с мочой, разведенной в 10, 20, 30, 40 и 50 раз. Это будет первый ряд пробирок. Объем мочи в каждой пробирке – по 1 мл.
- Приготовьте пять других пробирок, содержащих по 1 мл 50% раствора азотной кислоты. Это будет второй ряд пробирок.
- В каждую из пробирок второго ряда осторожно наслаивайте по стенке слегка наклоненной пробирки мочу определенного разведения. Моча в результате меньшей относительной плотности наслаивается на кислоту. На границе двух жидкостей при наличии белка образуется белое кольцо, толщина и быстрота появления которого зависят от концентрации белка.
- Результат учитывайте по пробирке с максимальным разведением мочи, при котором в пробирке появилось едва заметное кольцо между 2-й и 3-й минутой после наслаивания мочи на азотную кислоту. Например, кольцо появилось после второй минуты при разведении мочи в 30 раз. Следовательно, содержание белка в ней составляет: 0,033 х 30 = 0,099 г/л.
^ Работа 2. Обнаружение кетоновых тел (ацетона) с помощью пробы Люголя
Принцип метода. Ацетон и ацетоуксусная кислота в щелочной среде образуют с нитропруссидом натрия соединение оранжево-красной окраски, которое после подкисления уксусной кислотой приобретает вишневый цвет.
^ Материальное обеспечение: моча, 10% раствор гидроксида натрия, 10% раствор нитропруссида натрия, концентрированная уксусная кислота.
Ход работы.
1. Налейте в пробирку 2 мл мочи.
2. Добавьте 3 – 4 капли 10% раствора нитропруссида натрия и 2 – 3 капли раствора 10% гидроксида натрия. Появляется оранжево-красное окрашивание.
3. Далее добавляйте в пробирку по каплям концентрированную уксусную кислоту. Окрашивание станет вишневым. Если ацетон в моче отсутствует, то при подкислении уксусной кислотой оранжево-красное окрашивание переходит в желтое (реакция на креатинин в моче).
^ Работа 3. Обнаружение ацетоуксусной кислоты в моче по реакции Герхарда
Принцип метода: ацетоацетат образует с треххлористым железом соединение, окрашенное в вишневый цвет.
Материальное обеспечение: моча, 5% раствор хлорного железа (ІІІ), пробирки, пипетки, штативы.
Ход работы.
1. Налейте в пробирку 5 мл мочи.
2. Далее по каплям добавляйте в пробирку 5% раствор хлорного железа, выпадает осадок фосфатов железа.,. При наличии ацетоацетата от дальнейшего добавления хлорного железа появляется вишнево-красное окрашивание (реакция на енолы), постепенно бледнеющее при стоянии вследствие самопроизвольного декарбоксилирования ацетоуксусной кислоты.
^ Работа 4. Обнаружение сахара в моче
- Проба Троммера.
Принцип метода основан на способности альдегидоспиртов восстанавливать металлы.
^ Материальное обеспечение: моча, 30% раствор едкого натра, 7% раствор сульфата меди, водяная баня, термометр, пробирки, пипетки, штативы.
Ход работы
К 1 мл мочи добавьте 5 капель 30% раствора едкого натра и несколько капель 7% раствора сульфата меди до появления неисчезающего помутнения раствора, вызванного наличием гидроокиси меди. При нагревании до кипения выпадает красный осадок закиси меди Си2О.
^ 4.2. Проба Фелинга.
Реакция Фелинга является модификацией реакции Троммера, но в ней вместо гидроокиси меди используются сульфат меди и щелочной раствор сегнетовой соли. Химизм реакции Фелинга тот же, что и реакции Троммера.
^ Материальное обеспечение: моча, 7% раствор сульфата меди, щелочной раствор сегнетовой соли, пробирки, пипетки, штативы, водяная баня, термометр.
Ход работы
1. Приготовление реактива Фелинга: к 10 каплям 7% раствора сульфата меди добавьте 10 капель щелочного раствора сегнетовой соли.
2. К полученному реактиву Фелинга добавьте 20 капель исследуемой мочи, жидкость перемешайте и нагревайте до начала кипения. В присутствии глюкозы выпадает желтый осадок гидрата закиси меди или красный осадок закиси меди.
^ 4.3. Проба Ниландера.
Принцип метода: эта реакция основана на способности сахара восстанавливать гидроксид висмута до металла. Соли висмута особенно удобны для обнаружения сахара в моче, так как, в отличие от меди, висмут не восстанавливается мочевой кислотой.
^ Материальное обеспечение: моча, реактив Ниландера, пипетки, штативы, пробирки, водяная баня, термометр.
Ход работы
- В пробирку налейте 2 мл мочи и добавьте 1 мл реактива Ниландера.
- Прокипятите полученный раcтвор около двух минут. Пронаблюдайте появление сначала коричневого, а затем черного окрашивания, вызванного образованием осадка кристаллического висмута.
ВЫВОДЫ:
Подпись преподавателя:
.
Приложение 1
Граф логической структуры
^ БИОХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОЧИ
ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ КОМПОНЕНТЫ МОЧИ
НОРМАЛЬНЫЕ КОМПОНЕНТЫ МОЧИ
Мочевина Минеральные компонен-
ты, стеркобилиноген, ин-
дикан, гиппуровая кислота
Белок Кетоновые Сахар
тела
Аминокислоты Креатинин Мочевая Соли
кислота аммония
Нарушения обмена веществ, вызывающие появление белка, углеводов, кетоновых тел в моче
Методы определения белка, сахара, кетоновых тел в моче
Приложение 2
Задания для самостоятельной работы
Почки – это парный орган, необходимый для поддержания постоянства внутренней среды организма и выведения конечных продуктов метаболизма.
Задание № 1
Какую из приведенных ниже функций не выполняют почки в организме человека?
А. Выведение конечных продуктов обмена веществ
Б. Регуляция водно-солевого обмена
В. Поддержание осмотического давления
Г. Регуляция артериального давления крови
Д. Гидролиз мочевины до воды и оксида углерода
Какие еще функции, кроме вышеперечисленных, выполняют почки?
Остановка функционирования почек несовместима с жизнью: если это происходит, то человек умирает на 4 – 6 день.
Почки содержат около 84% воды от общей массы, что свидетельствует о высокой интенсивности протекания метаболических процессов. Кроме того, почки используют до 10% от общего количества кислорода, необходимого организму. Главным источником энергетического материала для почек являются углеводы. В корковом веществе почек преобладает аэробный тип обмена веществ, в мозговом – анаэробный.
В почках происходит также интенсивный обмен белков и аминокислот, что сопровождается образованием аммиака.
Задание № 2
Какой метаболический процесс является главным источником аммиака в почках?
А. Дезаминирование аминокислот
Б. Трансаминирование аминокислот
В. Гниение белков
Г. Расщепление мочевины
Д. Расщепление глутамина
Напишите уравнение реакции, которая, на Ваш взгляд, является правильным ответом на предыдущий вопрос и укажите название фермента. Какова дальнейшая судьба образующегося в почках аммиака?
Задание № 3
Какой фермент является органоспецифическим для почек?
А. Лактатдегидрогеназа
Б. Сукцинатдегидрогеназа
В. Аспартатаминотрансфераза
Г. Трансамидиназа (глицин-амидинотрансфераза)
Д. Креатинфосфокиназа
Для синтеза какого вещества необходим этот фермент? Напишите уравнения реакций синтеза этого вещества, которые происходят в почках и печени. Укажите названия ферментов.
Какое соединение Вы получили?
А. Индикан
Б. Креатин
В. Мочевину
Г. Билирубин
Д. Ренин
При фосфорилировании этого вещества образуется макроэргическое соединение «Х». Приведите его формулу и укажите макроэргическую связь. Как оно называется? Какой фермент участвует в реакции фосфорилирования?
Вещество «Х» необходимо для быстрого образования АТФ, которая сможет обеспечить энергией интенсивно работающие мышцы в течение первых 2 – 5 секунд физической нагрузки.
При дефосфорилировании вещества «Х» образуется креатинин, который и выводится с мочой. Главным источником креатинина является мышечная ткань. Определение концентрации креатинина в моче используют для оценки функционального состояния почек.
Гиперкреатининурия имеет место при при приеме значительного количества мясной пищи, при травмах мышц, усиленной мышечной работе, синдроме сдавления тканей, а также при заболеваниях печени, пневмонии, лихорадочных состояниях.
Гипокреатининурия наблюдается в старческом возрасте, при миопатии, миозите, миоглобинурии, прогрессивной мышечной дистрофии, хроническом нефрите, почечной недостаточности, дегенерации почек.
^ Очень важная функция в почках принадлежит изоформам аланинаминопептидазы (ААП). Для почек характерна «ААП 3» изоформа. При участии этого фермента происходит гидролиз ди- и трипептидов, при этом происходит отщепление N-концевой аминокислоты. Появление в крови и моче изофермента «ААП 3» свидетельствует о поражении ткани почек.
^ В основе образования мочи лежат три процесса: фильтрация, реабсорбция и секреция.
Для того чтобы количественно охарактеризовать закономерности выведения различных веществ с мочой, служит понятие клиренса, или очищения. Клиренс – это выраженное в миллилитрах количество плазмы крови, которое при прохождении через почки очищается от какого-либо вещества в течение минуты. Величину клиренса легко рассчитать, измерив концентрацию данного вещества в плазме крови и моче по формуле: C = (UV)/Р, где С – клиренс (мл/мин); U – концентрация вещества в моче; V – минутный диурез (мл/мин); Р - концентрация исследуемого вещества в плазме крови.
Почки человека вырабатывают в минуту фильтрат из 120 мл плазмы, поэтому если величина клиренса какого-либо вещества меньше этой величины, значит, оно ре- абсорбируется. Увеличение величины клиренса свидетельствует о секреции этого вещества в просвет нефрона.
Таким образом, величина клубочковой фильтрации равна клиренсу вещества, которое не реабсорбируется и не секретируется в канальцах нефрона. Таким веществом будет креатинин, который имеет максимально высокий клиренс из всех известных веществ.
^ Исследование мочи заключается в измерении количества, определении физических свойств, химического состава, а также в изучении микроскопической картины осадка.
В лаборатории исследуют утреннюю порцию мочи, суточное количество мочи.
Задание № 4
Какие из приведенных значений рН и плотности мочи здорового человека соответствуют норме?
А. рН = 4,8; ρ = 1,001
Б. рН = 6,0; ρ = 1,021
В. рН = 8,5; ρ = 1,029
Г. рН = 3,5; ρ = 1,020
Д. рН = 8,0; ρ = 1,040
Задание № 5
Каким патологическим состояниям взрослого человека соответствуют приводимые ниже нарушения? Выберете правильные парные сочетания (буква – цифра).
1. Суточный диурез – 3,5 л А. Анурия
- Суточный диурез – 0,3 л Б. Полиурия
- Моча не образуется В. Олигурия
- Недержание мочи Г. Никтурия
- Ночной диурез преобладает над дневным Д. Энурез
Задание № 6
Выберете правильные парные сочетания (буква – цифра)
| Цвет мочи | Причина, обусловившая изменение цвета |
| Соломенно-желтый | Много крови (свежей или частично измененной) |
| Бледный, водянистый | Гемоглобин в большом количестве |
| Темного пива | Норма |
| Красный или цвет мясных помоев | Хилурия |
| Темно-бурый | Сахарный диабет, несахарный диабет |
| Молочный | Билирубин, уробилиноген в большом количестве |
Существует большая группа наследственных метаболических заболеваний, которые являются причиной нарушения здоровья у детей. Эти заболевания связаны с аномалиями экспрессии генов, приводящими к нарушениям синтеза белков, обычно ферментов, контролирующих ключевые этапы метаболизма. Для таких заболеваний характерно либо отсутствие продукта ферментативной реакции, либо накопление субстратов.
Клинические симптомы наследственных метаболических заболеваний, как правило, неспецифичны и включают нарушения роста, развития, нарушения питания, рвоту, гипотонию и судороги. При нарушениях синтеза мочевины у детей определяются неврологические симптомы. После рождения у детей с наследственными метаболическими заболеваниями может наблюдаться бессимптомный период и очень важно дифференцировать начало такого заболевания. Для постановки диагноза используется определение специфических метаболитов, в том числе и в моче.
Задание № 7
Заполните таблицу в соответствии с образцом.
| Заболевание | Метаболиты, которые определяются в моче для диагностики | ^ Нарушенный мета-болический процесс | Недостаточность фер-мента |
| Болезнь «кленового сиропа» | Альфа-кетокислоты, образующиеся при мета-болизме аминокислот с разветвленным углево-дородным скелетом | Метаболизм лейцина, изолейцина, валина | Декарбоксилаза альфа-кетокислот с разветв-ленным углеводородным скелетом |
| | Фенилпируват, фенил-лактат, фенилацетат | | |
| | | | Оксидаза гомогентизи-новой кислоты |
| Гомоцистинурия | | | |
| Наследственная не-переносимость фруктозы | Фруктоза | | |
| Эссенциальная фрук-тозурия | | | Фруктокиназа |
| | Галактоза | | |
| | | | Нарушение синтеза пиримидиновых нуклео-тидов |
| | Аргининосукцинат | | |
| Гипераргининемия | | | Орнитиновый цикл |
| | Цитруллин | | |
Задание № 8
Для подтверждения диагноза некоторых авитаминозов используется определение концентрации в моче ряда метаболитов. Почему при дефиците тиамина в моче появляется большое количество альфа-кетокислот, в частности, пирувата? Какой метаболический процесс нарушается?
Почему при дефиците витамина В12 в моче в больших количествах выявляется метилмалоновая кислота (метилмалоновая ацидурия)? Какой метаболический процесс нарушается?
Задание № 9
У пациента выявлено препятствие оттоку желчи вследствие закупорки общего желчного протока. Какие биохимические изменения будут наблюдаться в его моче?
Задание № 10
У человека, которого укусила змея, появились признаки удушья, в моче обнаружен гемоглобин (красная моча с позитивной реакцией на кровь, но эритроциты отсутствуют). В крови резко снижено количество эритроцитов. Сыворотка крови пациента розового цвета. В чем заключается токсическое действие змеиного яда? Подтвердите Вашу точку зрения, приведя уравнение соответствующей реакции.