Тема:«Регуляция активности ферментов, использование ферментов в медицине: ферментопатология, ферментодиагностика, ферментотерапия.»
(Методическая разработка для студентов)
Мотивация: знание основных свойств ферментов необходимы для понимания условий функционирования ферментов в организме, изменения активности под влиянием различных факторов, определения активности ферментов для диагностики различных заболеваний, механизма действия ферментных препаратов
Цель обучения, воспитания и развития: научить студентов использовать знания о различии ферментного состава органов и тканей, органоидной специфичности ферментов, изменении их активности при действии различных факторов, способах регуляции активности ферментов для объяснения роли ферментативных нарушений в развитии патологических процессов, значения определения ферментов для диагностики заболеваний и в ферментотерапии
. Задачи, обучения, воспитания и развития: студент должен
Знать:
- знать органную и органоидную классификацию ферментов
|
|
- виды регуляции активности ферментов
- значение определения ферментов биоматериала в диагностике заболеваний
Уметь:
- объяснять значения терминов:энзимодиагностика, энзимотерапия, энзимопатология, гиперферментемия, гипоферментемия
- объяснять значение и роль изменений ферментативной активности в патогенезе заболеваний
-Владеть:
- методом анализа получаемой информации с позиции междисциплинарных связей и будущих задач профессиональной деятельности
Этапы проведения занятия:
1. Организационная часть
2. контроль исходного уровня знаний – терминологический диктант
3. Р азбор теоретических вопросов
4.Решение ситуационных задач
Теоретические вопросы
1. Регуляция активности и количества ферментов (аллостерическая регуляция, регуляция путем фосфорилирования и дефосфорилирования, протеолиза, гормональная регуляция, индукция и репрессия).
2. Аллостерические ферменты. Строение, функции. Роль в регуляции метаболизма, принцип обратной связи. Регуляторные энзимопатии
3. Изменение активности ферментов в онтогенезе и при болезнях. Первичные и вторичные энзимопатии. Биохимические механизмы развития патологий. Примеры заболеваний.
4. Энзимотерапия: использование ферментов, коферментов, ингибиторов ферментов в клинике. Иммобилизованные ферменты.
5.Определение активности ферментов в биологических жидкостях с целью диагностики заболеваний. Энзимодиагностика болезней миокарда, печени, органов пищеварения и др. (примеры)
6.Энзимопатология, ферментопатии
Блок дополнительной информации
|
|
Таблица 1.Регуляция активности ферментов
Вид регуляции | Структура фермента | Неактивная Активная форма форма фермента фермента | Примеры |
Частичный протеолиз | Обычно одна полипептидная цепь | Неак Актив- тивный Е → ный Е (отщепление части молекулы) ↓ пептид | Трипсиноген ↓ трипсин Химотрипсиноген ↓ химотрипсин |
Присоединение или отщепление белков-ингибиторов | Олигомер (Е) из 2-х типов субъединиц (С и R) | Е-С-R + цАМФ →E-С неактивный ↓ активный RцАМФ | Протеинкиназы |
Фосфорилирование и дефосфорилирование | Олигомер | ЕОН → Е-О-РО3Н2 (АТФ → АДФ) Е-О-РО3Н → Е-ОН (Н2О, Н3РО4) | Фосфорилаза гликогена, липаза тканевая, гликогенсинтетаза |
Аллостерическая регуляция | Чаще олигомер (2 или больше субъединиц) | В основе механизма аллостерической регуляции лежит взаимодействие пространственно разделенных центров в молекуле фермента (каталитического и аллостерического). Регулятор связывается с аллостерическим центром регуляторной субъединицы, вызывая изменение ее конформации. Это вызывает изменение пространственной структуры каталитической субъединицы и конформации активного центра. | Фосфофруктокиназа, изоцитратдегидрогеназа, аспартаткарбамоилтрансфераза |
Таблица 2. Применение ферментов в медицинской практике
Основные разделы | Ферменты | Примеры использования |
Лактатдегидрогеназа (ЛДГ) (изофермент ЛДГ1) | Инфаркт миокарда | |
Энзимо-диагностика | Аспартатаминотрансфераза (АсАТ) | Инфаркт миокарда, заболевания печени |
Аланинаминотрансфераза (АлАТ) | Заболевания печени | |
γ-Глутамилтранспептидаза (ГГТ) | Поражение печени и желчных путей | |
Креатинкиназа (КФК, КК) | Прогрессирующая мышечная дистрофия, инфаркт миокарда. | |
Кислая фосфатаза (КФ) | Рак предстательной железы. | |
a-амилаза, липаза | Заболевания поджелудочной железы | |
Щелочная фосфатаза (ЩФ) | Заболевания печени и желчных путей (холестаз) | |
Энзимо-терапия | Пепсин, панкреатин, фестал, дигестал, мезим-форте | Улучшение процессов пищеварения |
Трипсин, химотрипсин | Лечение гнойных ран | |
Стрептокиназа, урокиназа | Предотвращение тромбообразования при пересадке органов и других операциях | |
Гиалуронидаза (лидаза) | Рассасывание рубцов | |
Аспарагиназа | Лечение некоторых злокачественных образований | |
Нуклеазы (ДНК-азы) | Вирусный конъюктивит, ринит, гнойный бронхит | |
Уреаза (иммобилизованная) | Удаление мочевины из организма в аппаратах “Искусственная почка” | |
Использование ферментов в качестве | Глюкозооксидаза | Определение концентрации глюкозы в крови |
аналитических реактивов | Уреаза | Определение мочевины в крови |
Пероксидаза |
ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ УМЕНИЙ И НАВЫКОВ ПО ТЕМЕ
1. Какое значение имеет определение активности изоферментов в диагностике? 2.Какой изофермент ЛДГ наиболее информативен при заболевании печени?
3.Какое явление, основанное на зависимости количества фермента от количества субстрата, может сопровождать длительный прием лекарственных препаратов?
4.Что следует учесть в стратегии лечения лекарственными препаратами, механизм действия которых основан на конкурентном ингибировании ферментов?
5.На чем основана антидотная терапия при необратимом ингибировании ферментов (парализации)?
6.В чем различие первичных и вторичных ферментопатий?
Задачи
Задача 1. Мужчина 52 лет обратился к врачу с жалобами на продолжительные загрудинные боли, удушье. Предварительный диагноз – «инфаркт миокарда». Определение активности каких ферментов крови может подтвердить или опровергнуть диагноз?
|
|
Задача 2. При обследовании работников объединения “Химчистка” у одной из работниц обнаружено увеличение активности АлАТ в крови в 5,7 раза, а АсАТ - в 1,5 раза. Обсуждая эти данные, врач-практикант А. предположил, что увеличение активности ферментов связано с тем, что работница накануне взятия анализов получила с пищей избыток мясных продуктов, и решил, что особых причин для беспокойства нет, а нужно лишь провести повторный анализ крови. Практикант Б. предложил госпитализировать эту работницу, полагая, что у нее поражение печени органическими растворителями. Кто из них прав и почему?
Задача 3. Одним из биохимических тестов на острый панкреатит в клинической практике служит определение α-амилазы в крови больного. Почему увеличивается активность этого фермента при острых панкреатитах?
Задача 4. Для решения вопроса о выписке из стационара больного 20 лет, перенесшего болезнь Боткина, были исследованы аминотрансферазы сыворотки крови. Уровень АлАТ был равен 68 ЕД/л (норма - 7-40 ЕД/л), уровень АсАТ – 41 ЕД/л (норма - 10-30 ЕД/л). Дайте оценку полученным результатам.
Задача 5. При острых панкреатитах происходит преждевременная активация проферментов в клетках поджелудочной железы. Объясните:
А) какие ферменты могут активироваться при этом?
Б) какие последствия может вызвать такая активация?
В) как можно уменьшить разрушительное действие этих ферментов?
Следующее занятие № 6. Тема «Витамины. классификация, биологическая роль. Витаминная недостаточность и ее последстаия» Лабораторная работа «определение витамина С в продуктах питания»
Практическое занятие № 6 Лабораторная работа Тема: «Витамины, классификация, биологическая роль. Витаминная недостаточность и ее последствия». Лабораторная работа «Определение витамина «С» в продуктах питания»
(Методическая разработка для студентов)
Этапы проведения занятия:
- Вводная часть
- Мультимедийная презентация по витаминам
- Основная часть занятия - лабораторная работа
- Заключительная часть занятия: подведение итогов, проверка протоколов
Вопросы для подготовки к лабораторной работе
|
|
1.Витамины,классификация, биологическая роль
2.Витаминная недостаточность: авитаминозы, гиповитаминозы
3.Последствия гиповитаминозов и возможности профилактики
4.Распространенность гиповитаминозов
6.Витамин «С», строение, роль витамина в метаболизме
Ориентировочная основа деятельности студентов (ООД) для проведения лабораторной работы: