Занятие № 2. Гормоны белковой природы.

⇐ ПредыдущаяСтр 22 из 29Следующая ⇒

Цель занятия: Закрепить знания структуры, физиологических и метаболических эффектов гормонов белковой природы и определить химическую природу отдельных гормонов, ознакомиться с методами исследования гормонов, рассмотреть нарушения обмена веществ при сахарном диабете.

Студент должен
знать:	уметь:
1. Химическую природу, особенности синтеза, стимулы секреции, транспорт, биологическое действие гормонов белковой природы. 2. Действие гормонов белковой природы (инсулина, глюкогена, тироксина, адреналина) на ключевые регуляторные ферменты циклов энергетического, углеводного и липидного метаболизма. 3. Проявления недостаточной и избыточной продукции некоторых белковых и пептидных гормонов и гормонов – производных аминокислот.	1. Интерпретировать изменения биохимических и физиологических показателей при недостаточном и избыточном образовании некоторых гормонов белковой природы. 2. По изменению биохимических показателей предположить характер нарушения функции экдокринной железы, секретирующей гормон белковой природы.

Содержание занятия. Студентам предстоит отчитаться о выполнении заданий по самоподготовке, дать ответы на тесты контроля исходного уровня знаний и вопросы преподавателя, заслушать и обсудить реферативные сообщения, рассмотреть узловые вопросы темы занятия, решить ситуационные задачи, выполнить самостоятельно реакции на обнаружение гормонов белковой природы.

Методические указания к самоподготовке

Вопросы, рассматриваемые на данном занятии важны для понимания метаболических изменений и лабораторной диагностики заболеваний, связанных с нарушениями функции желез внутренней секреции, и других патологических состояний.

Современные методы определения количества гормонов

До 60-х годов прошлого столетия об активности большинства гормонов, особенно белково-пептидной природы судили путем использования биологических методов – по выраженности того или иного эффекта после введения гормона. В 1960г. R. Yalow (Р. Ялоу) и S. Berson (С. Берсон) впервые предложили радиоиммунологический анализ (РИА) для определения инсулина в крови человека. Открытие данного принципа положило начало бурному развитию разработок методов количественного определения гормонов в анализируемых пробах.

К основным преимуществам радиоиммунологического анализа относятся: высокая чувствительность – способность определять минимальные количества вещества, приблизительно равные 10^-14 – 10^-15моль/л, специфичность, надежность, точность и др.

В основе РИА лежит принцип использования радиоактивной метки для детекции специфических комплексов (антиген-антитело), образующихся в результате иммунологической реакции с исследуемым веществом. При этом происходит конкурентное взаимодействие двух антигенов: немеченого, представляющего собой определяемый гормон, и меченого аналога этого гормона с включенной радиоактивной меткой. Связывающий агент – соответствующее тело, вступает в равноправное взаимодействие как с искомым гормоном, так и с его меченым аналогом. Связывающий агент обладает ограниченной, строго заданной емкостью, и он не может образовывать комплекс сразу со всем количеством меченного и немеченого гормонов. По закону действующих масс происходит связывание гормонов в количествах, пропорциональных их исходным концентрациям:

аГ^* аГ^* - Ат

Ат

аГ аГ – Ат

аГ^* - гормон-антиген с радиометкой

аГ – гормон-антиген искомый, или определяемый

Ат – связующий агент (антитело).

При этом, чем выше содержание искомого (определяемого) гормона в пробе, тем меньшая часть его радиоактивно меченого аналога свяжется с антителом. Следовательно, зная количество связующего агента и меченого гормона, концентрации которых являются величиной заданной, можно рассчитать концентрацию искомого гормона.

В настоящее время разработаны также такие виды радиоиммунологического анализа как иммунорадиометрический, радиорецепторный.

Однако РИА имеет ряд недостатков, в том числе метод требует специального оснащения лабораторий для работы с радиоактивным материалом. Поэтому в начале 1970-х годов было предложено в качестве нерадиоактивного индикатора ферментная метка, когда гормон (антиген) или связующий агент (антитело) химически прочно соединен с ферментом. При этом ферментативная активность впоследствии после соответствующей обработки пропорциональна количеству определяемого гормона. В последние годы для определения гормонов используется иммунологическая реакция, где в качестве субстрата присоединяются люминофоры – вещества, светящиеся в ультрафиолете (метод иммунохемилюминесцентного анализа). Уровень свечения измеряется на специальных приборах люминометрах.

Для успешного усвоения темы выполните следующие задания:

№ п/п	Задание	Методические указания к выполнению задания

1.	Изучите гормоны гипоталамуса и гипофиза.	1. Объясните, почему гипоталамус выполняет роль вегетативного центра нервно-рефлекторной и эндокринной регуляции обмена веществ. 2. Охарактеризуйте структуру и роль гормонов гипоталамуса: релизинг-гормонов, статинов и нейрогормонов (вазопрессина, окситоцита) 3. Почему вазопрессин получил название «антидиуретический гормон»? Каковы причины и проявления несахарного диабета? 4. Разберите структуру и биологическую роль соматотропина, фолликустимулирующего гормона, лютеинизирующего гормона, пролактита, тиротропина, кортикотропина. 5. Охарактеризуйте основы автономной саморегуляции систем – гипоталамо-гипофизарно-гонадной, гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной и гипоталамо-гипофизарно-кортикоидной оси.
2.	Изучите йодированные гормоны щитовидной железы.	1. Напишите основные этапы биосинтеза йодированных гормонов щитовидной железы. 2. Отметьте особенности транспорта в крови и взаимодействия с рецепторами тироксина и трийодтиронина. 3. Рассмотрите основные физиологические эффекты тиреоидных гормонов, влияние на энергетический обмен, обмен углеводов, липидов и белков. 4. Охарактеризуйте заболевания, связанные с гипер- и гипопродукцией тироксина и трийодтиронина.
3.	Изучите пептидные гормоны, регулирующие кальций-фосфорный обмен.	1. Опишите структуру и метаболические функции в костной ткани, почках и тонком кишечнике кальцитонина щитовидной железы. 2. Опишите структуру и влияние на кальций-фосфорный обмен паратгормона.
4.	Изучите инсулин поджелудочной железы.	1. Охарактеризуйте особенности структуры и биосинтеза инсулина. Перечислите стимулы, регулирующие инкрецию инсулина. 2. Обратите внимание на рецептор инсулина, обладающего каталитической активностью. 3. Отметьте влияние инсулина на ключевые регуляторные ферменты гликолиза, гликогенеза, апотомического окисления, цикла трикарбоновых кислот, липогенеза, трансляции белка. 4. Выпишите схему молекулярного механизма внутриклеточной передачи гормонального сигнала инсулина.
5.	Изучите нарушения обмена веществ при сахарном диабете.	1. Перечислите формы сахарного диабета. Чем они отличаются? 2. Выпишите основные биохимические проявления сахарного диабета: а) б) в) и т.д. 3. Объясните, почему при сахарном диабете нарушается использование глюкозы крови. Укажите ферментативные блоки гликолиза, гликогенеза, пентозофосфатного окисления. 4. Ответьте, почему при сахарном диабете снижается интенсивность цикла трикарбоновых кислот, усиливается глюконеогенез. 5. Напишите реакцию гликозилирования белков при сахарном диабете. 6. Изучите причины, механизмы и последствия усиления при сахарном диабете липолиза и β -окисления жирных кислот. 7. Каковы нарушения использования ацетил-КоА при сахарном диабете? Объясните причину кетонемии и кетонурии при сахарном диабете. 8. Объясните, почему недостаточность инсулина приводит к нарушению биосинтеза нуклеиновых кислот и белка, к усилению протеолиза тканевых белков и катаболизма аминокислот. 9. Дайте определение понятиям «сахарная кривая», почечный «сахарный порог».
6.	Изучите структуру и влияние на обмен веществ глюкогона.	1. Опишите структуру и метаболическое влияние глюкогона на обмен углеводов и нейтрального жира. 2. Представьте схему внутриклеточного механизма передачи гормонального сигнала глюкогона на обмен гликогена и нейтрального жира.
7.	Изучите гормоны мозгового слоя надпочечников.	1. Напишите химизм реакций биосинтеза норадреналина и адреналина из тирозина. 2. Перечислите физиологические эффекты адреналина и норадреналина: а) 1) б) 2) в) и др. 3) и т.д. 3. Перечислите биохимические эффекты адреналина в печени, мышечной ткани и жировой ткани. 4. Представьте схему аденилатциклазного пути мобилизации гликогена и нейтрального жира при взаимодействии адреналина с β -рецепторами.
8.	Изучите пептидные гормоны, регулирующие кальций-фосфорный обмен.	3. Опишите структуру и метаболические функции в костной ткани, почках и тонком кишечнике кальцитонина щитовидной железы. 4. Опишите структуру и влияние на кальций-фосфорный обмен паратгормона.

Подготовьте к занятию протокол лабораторных работ, выписав кратко принцип метода, технику проведения качественных реакций и количественной оценки гормона на практическом занятии, оставляя место для расчетов и резюме.

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Вид 1. Тест 1. Адреналин и норадреналин: ….

А. Синтезируются в мозговом слое надпочечников;

Б. Проявляют эффекты в клетках-мишенях через взаимодействие с рецепторами;

В. Передают сигналы в клетках-мишенях с помощью аденилатциклазной системы вторичных посредников;

Г. Стимулируют процессы гликогенеза в печени и липогенеза в адипоцитах;

Д. Синтезируются в корковом слое надпочечников;

Е. Изменяют активность ключевых регуляторных ферментов путем фосфорилирования.

Тест 2. После приема углеводистой пищи депонирование энергетического материала стимулирует: ……

А. Глюкогон Г. Инсулин

Б. Адреналин Д. Соматотропин

В. Тироксин Е. Промектин

Вид 2. Тест 1. Указанные изменения в тканях-мишенях обеспечивают ….

1. Стимулирует распад гликогена. А. Адреналин

2. Стимулирует глюконеогенез. Б. Инсулин

3. Усиливает катаболизм триглицеридов. В. Тироксин

4. Увеличивает скорость поступления Г. Глюкогон

глюкозы в мышцы и жировую ткань. Д. Норадреналин

5. Стимулирует липогенез в жировой ткани.

Тест 2. Для сахарного и несахарного диабета характерны следующие симптомы…

1. Гипергликемия А. Характерно для сахарного диабета

2. Полиурия Б. Характерно для несахарного диабета

3. Кетонемия В. Характерно для обоих заболеваний

4. Ацидоз Г. Не характерно ни для одного из них

Вид 3. Тест 1. Представьте последовательность событий, происходящих при передаче гормонального сигнала в клетки жировой ткани при действии глюкогона, используя цифровые обозначения.

1. Взаимодействие гормона со специфическим рецептором

2. Активация протеинкиназы

3. Активация G-белка

4. Образование цАМФ

5. Активация аденилатциклазы

6. Гидролиз триацилглицеринов

7. Фосфорилирование ТАГ-липазы.

Тест 2. Используя цифровые значения, расставьте события, происходящме при синтезе и секреции тиреоидных гормонов в соответствующем порядке.

1. Йодирование остатков тирозина в тиреоглобулине.

2. Синтез три- и тетрайодтиронинов путем объединения двух йодированных молекул тирозина.

3. Поступление йодида в эпителиальные клетки фолликул.

4. Связывание йодтиронинов с тироксинсвязывающим белком плазмы крови.

5. Захват и гидролиз йодтиреоглобулина эпителиальными клетками фолликул.

6. Поступление йодтиронинов в клетки-мишени.

Вид 4. Тест 1. Глюкогон относится к гипергликемическим гормонам, потому что усиливает распад липидов.

Тест 2. При избыточной продукции тироксина развивается эндемический зоб, потому что наблюдается недостаточное поступление йода.

Примеры ситуационных задач

Задача 1. Суточный объем мочи у пациента, жалующегося на сухость во рту, постоянную жажду и частое мочеиспускание, 4, 5 литра, относительная плотность 1.004 (при норме 1, 018 и более), глюкоза, белок и кетоновые тела в моче не обнаружены. Какому заболеванию могут соответствовать результаты анализов? Для обоснования ответа:

а) назовите гормон, синтез и секреция которого нарушена в этом случае;

б) назовите ткани-мишени, на которые действует этот гормон.

Задача 2. Существует выражение: «сахарный диабет это голод среди изобилия». Объясните сущность этого выражения. Для обоснования ответа укажите:

а) в каких тканях при сахарном диабете протекает метаболизм по типу голодания на фоне гипергликемии;

б) какие метаболические пути активируются и тормозятся в этих тканях;

в) какие биохимические «симптомы» сахарного диабета отражают эти изменения метаболизма.

Самостоятельная работа студентов

⇐ Предыдущая 17 18 19 20 212223 24 25 26 Следующая ⇒