Министерство здравоохранения Республики Беларусь
Учреждение образования «Гомельский государственный медицинский университет»
Кафедра биохимии
А. И. Грицук, В. Т. свергун, А. Н. Коваль
БИОХИМИЯ
практикум
Биохимия липидов
занятие 14 Липиды-1. Классификация, биологические функции. Переваривание и всасывание. Обмен липопротеидов.
Занятие 15 Липиды-2. Тканевой обмен липидов. Катаболизм триацилглицеролов.
МЕТАБОЛИЗМ КЕТОНОВЫХ ТЕЛ
занятие 16 Липиды-3. Биосинтез липидов. Регуляция и патология липидного обмена.
занятие 16-2 (МДФ) Липиды-4. Патология обмена липопротеидов (Для студентов МДФ).
занятие 17 Контрольное занятие по разделу «биохимия липидов»
ЗАНЯТИЕ 18 Итоговое (зачетное) занятие семестра
Гомель 2013
Занятие 14 Липиды-1. Классификация, биологические функции. Переваривание и всасывание. Обмен липопротеидов
Цель занятия: сформировать представления о строении, классификации основных липидов, их биологической функции, о молекулярных механизмах переваривания и всасывания липидов в желудочно-кишечном тракте. Изучить строение, химический состав, метаболизм и функциональную роль основных классов липопротеидов.
Исходный уровень знаний и навыков
Студент должен знать:
-
Строение и свойства основных классов липидов (жирные кислоты, их производные, производные изопрена).
-
Строение мембран, модели мембран.
Студент должен уметь:
-
Проводить качественные реакции на продукты гидролиза липидов.
Структура занятия
-
Теоретическая часть
-
Липиды – их строение, классификации и биологическая роль.
-
Жирные кислоты и их производные (PG, LT, TxA), а также:
-
простые липиды: воска, диолы, триацилглицеролы (ТАГ);
-
сложные липиды: фосфоглицериды – фосфолипиды (ФЛ) (фосфатиды: кефалины, лецитины, серинфосфатиды, инозитолфосфатиды, кардиолипины, плазмалогены); сфинголипиды (сфингомиелины, цереброзиды и ганглиозиды); гликолипиды, сульфолипиды, липопротеиды.
-
стероиды (стерины и стериды);
-
каротиноиды (растительные пигменты, витамины);
-
терпены.
-
Роль липидов в построении мембран. Современные модели мембран, их биологическая роль.
-
Переваривание и всасывание липидов в желудочно-кишечном тракте. Строение и функции желчных кислот. Механизм эмульгирования жира. Печеночно-кишечный цикл желчных кислот. Значение липаз. Особенности переваривания липидов у грудных детей.
-
Ресинтез ТАГ и ФЛ в энтероцитах.
-
Липопротеиды (ЛП) – строение, классификация, химический состав, функциональная роль хиломикронов (ХМ), ЛП очень низкой плотности (ЛПОНП), промежуточной плотности (ЛППП), низкой плотности (ЛПНП), высокой плотности (ЛПВП). Метаболизм ЛП в норме. Экзогенный и эндогенный пути транспорта липидов в организме.
-
Роль рецепторов ЛП в метаболизме липидов.
-
Практическая часть
-
Решение задач.
-
Лабораторные работы.
Задачи
1. Желчные кислоты у человека представлены главным образом в виде:
а) конъюгатов с глицином; б) конъюгатов с ацетил-КоА; в) конъюгатов с таурином; г) конъюгатов с сульфатом; д) метилированных производных; е) свободных желчных кислот?
2. Роль холестерина в структуре мембраны связана с превращением ее в:
а) более "жидкую" – текучую; б) более "твердую" – инертную; в) более упругую и прочную; г) несущественна; д) менее упругую и прочную; е) более проницаемую?
3. ЛП-липаза обеспечивает гидролиз:
а) пристеночных липидов пищи в кишечнике;
б) липидов пищи в полости кишечника;
в) внутриклеточных ЛП;
г) ТГ, входящих в состав ХМ;
д) ТГ, входящих в состав ЛПНП;
е) ФЛ, входящих в состав ЛПВП?
4. ХМ:
а) синтезируются энтероцитами;
б) являются транспортной формой экзогенных ТГ;
в) являются транспортной формой эндогенных ТГ;
г) транспортируют ХС из периферических тканей в печень;
д) транспортируют ТГ из печени в периферические ткани;
е) являются атерогенными;
ж) не являются атерогенными?
5. Превращение насцентных ХМ в ремнантные связано с действием:
а) фосфолипазы А; б) ЛП-липазы; в) ТГ-липазы; г) лецитин-холестерол ацил трансферазы (ЛХАТ); д) фосфолипазы С; е) аденилатциклазы?
6. ЛПОНП:
а) синтезируются в жировой ткани;
б) синтезируются в печени;
в) являются транспортной формой эндогенных ТГ;
г) являются транспортной формой экзогенных ТГ;
д) являются транспортной формой холестерина;
е) являются атерогенным;
ж) не являются атерогенным?
7. ЛППП:
а) синтезируются в печени;
б) образуются в кровяном русле;
в) синтезируются энтероцитами;
г) имеют несколько фракций;
д) являются транспортной формой эндогенных ТГ;
е) являются атерогенными;
ж) не являются атерогенными?
а) синтезируются в печени;
б) образуются в кровяном русле;
в) являются транспортной формой холестерина;
г) являются транспортной формой экзогенных ТГ;
д) являются атерогенными;
е) не являются атерогенными?
9. Превращение насцентных ЛПВП в ремнантные обусловлено действием:
а) фосфолипазы А; б) ЛП-липазы; в) ТГ-липазы; г) ЛХАТ; д) насыщением эфирами холестерина; е) аденилатциклазы?
10. Апо В-100:
а) образуется в печени; б) образуется в энтероцитах; в) является маркером ЛПНП; г) является маркером ЛПВП; д) активирует ЛХАТ; е) активирует ЛП липазу?
11. Апо В-48:
а) образуется в печени; б) образуется в энтероцитах; в) активирует ЛХАТ; г) является маркером ЛПВП; д) является маркером ЛПНП; е) является маркером ХМ?
Лабораторные работы
Лабораторная работа № 1. Влияние желчи на активность липазы
Принцип метода. Липаза ускоряет гидролиз нейтрального жира на глицерин и жирные кислоты (см. уравнение), что приводит к снижению pH и исчезновению розовой окраски индикатора – фенолфталеина. Активность панкреатических липаз, определяемых титрометрически, резко возрастает при действии желчных кислот.
Ход работы. Готовят три колбы – две опытные и одну контрольную. В них смешивают препарат липазы и субстрат (молоко или подсолнечное масло), как указано в таблице 1.
Таблица 1
Состав инкубационной смеси, мл
|
Опытные пробы
|
Контроль
|
без желчи
|
с желчью
|
Молоко разведенное (1:10)
|
10
|
10
|
10
|
Глицериновый экстракт поджелудочной железы
|
1
|
1
|
1*
|
Раствор желчи
|
-
|
1
|
1
|
Вода
|
1
|
-
|
1
|
* Экстракт предварительно кипятят 10 мин для инактивации липаз.
|
Приготовленные инкубационные смеси тщательно перемешивают. Затем из каждой колбы отбирают по 1 мл смеси в заранее приготовленные стаканчики для титрования. Добавляют в каждый стаканчик по 1-2 капли раствора фенолфталеина и титруют 0,01М раствором NaOH до слабо-розового окрашивания. При первом титровании нейтрализуются органические кислоты – молочная и другие, которые присутствовали в молоке до начала действия липазы.
Оставшуюся в колбах смесь помещают в термостат (при t = 40C) и через определенные интервалы времени (15, 30, 90 мин) отбирают из каждой колбы (не извлекая их из термостата) по 2 мл смеси и титруют 0,01М раствором NaOH. Время титрования и объем израсходованного NaOH фиксируют в таблице 2.
Таблица 2
Время инкубации, мин
|
Объем (мл) 0,01М NaOH, пошедшего на титрование
|
Опытные пробы
|
Контроль
|
без желчи
|
с желчью
|
0
|
|
|
|
15
|
|
|
|
30
|
|
|
|
90
|
|
|
|
Результаты первого титрования, полученные до начала действия липаз, вычитают из результата последующих титрований.
На основании полученных данных строят график, где по оси абсцисс откладывают время (в минутах), а по оси ординат – активность липазы, выраженную объемом (мл) 0,01 М раствора NaOH, пошедшего на нейтрализацию жирных кислот, образовавшихся за данный отрезок времени. Сравнивают активность липазы в присутствии желчи и без нее.
Выводы. Записать полученный результат и дать его клинико-диагностическую оценку.
Лабораторная работа № 2. Эмульгирование жира
Принцип метода. Эмульгирование жира различными амфифильными веществами происходит благодаря их адсорбции на границе раздела двух фаз – гидрофобной и гидрофильной.
Ход работы. В пять пробирок вносят по 1 капле растительного масла. Затем в каждую пробирку соответственно приливают по 1-2 капли растворов NaOH, NaHCO 3, яичного белка, моющего средства и желчи. Содержимое пробирок тщательно перемешивают и наблюдают образование эмульсии жира. Объясните механизм образования эмульсии жира в этих растворах и значение процесса эмульгирования.
Выводы. Записать полученный результат и дать его клинико-диагностическую оценку.
Рекомендуемая литература
-
Кухта, В.К и др. Биологическая химия: учебник / В.К. Кухта, Т.С. Морозкина, Э.И. Олецкий, А.Д. Таганович; под ред. А.Д. Тагановича. – Минск: Асар, М.: Издательство БИНОМ, 2008. – С. 193-213.
-
Биохимия: Учебник для вузов / Под ред. Е.С. Северина. – 4-е изд., испр. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – С. 370-391.
-
Филиппович, Ю. Б. Основы биохимии. – 4-е изд. – М.: Агар, 1999. – С. 370-390.
-
Николаев, А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2004. – С. 287-289, 297-307.
-
Марри Р. и др. Биохимия человека: в 2-х т.: Пер. с англ., М.: Мир, 2004. –Т.1: С. 151–164, 256–262.
Дополнительная
-
Березов, Т.Т. Биологическая химия / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – М.: Медицина; 1998. – С. 363–372, 574–577.
Занятие 15
Липиды-2. Тканевой обмен липидов.
Катаболизм триацилглицеролов.
Метаболизм кетоновых тел
Цель занятия: изучить главные метаболические пути основных классов липидов (триацилглицеролов, фосфолипидов, жирных кислот, кетоновых тел, холестерола). Научиться определять содержание общих липидов крови.
Исходный уровень знаний и навыков
Студент должен знать:
-
Характеристику основных классов ЛП.
-
Метаболизм ЛП в норме.
-
Пути передачи гормонального сигнала на клетку (аденилатциклазный, инозитолтрифосфатный).
-
ЦТК, его энергетический баланс.
-
Структуру и функцию полиферментных комплексов (на примере пируват-ДГ).
Студент должен уметь:
-
Проводить исследование на колориметре.
Структура занятия
-
Теоретическая часть
-
Механизм мобилизации жира (роль гормонов, цАМФ и Ca2+).
-
Свойства и физиологическая роль свободных жирных кислот (СЖК). Транспорт СЖК в крови.
-
Окисление ТАГ в тканях, окисление глицерина, его энергетический баланс.
-
Этапы -окисления насыщенных жирных кислот. Механизм активации и транспорта жирных кислот через митохондриальную мембрану. Роль карнитина. Особенности -окисления ненасыщенных жирных кислот и жирных кислот с нечетным числом атомов. Энергетический баланс окисления C16, C15, C18:2.
-
Энергетический баланс окисления тристеарата. Физиологическая роль СЖК при стрессе.
-
Обмен ацетил-КоА (пути образования и утилизации).
-
Кетоновые тела – биосинтез, утилизация, физиологическая роль.
-
Практическая часть
-
Решение задач.
-
Лабораторная работа.
Задачи
1 Жирная кислота C15 будет вступать в ЦТК в виде:
а) цитрата; б) сукцинил КоА; в) ацетил КоА; г) -кетоглутарата; д) сукцината; е) малонил КоА?
2. К кетоновым телам относится:
а) ацетоацетат; б) диоксиацетонфосфат; в) оксалоацетат; г) γаминобутират?
3. Фермент, катализирующий реакцию R-СOOН + АТФ + НSKoA → R-CO-SKoA + АМФ + PPi:
а) тиолаза; б) ацил-КоА-синтетаза; в) ЛХАТ; г) ацетил-КоА-карбоксилаза; д) гидроксиметилглутарил-КоА-редуктаза; е) холестеролэстераза?
4. Фермент, катализирующий реакцию: Глицерин + АТФ → αглицеролфосфат + АДФ:
а) глицерол-3-фосфатдегидрогеназа; б) глицеральдегидфосфатдегидрогеназа; в) глицеролкиназа; г) фосфоглицераткиназа; д) фосфоглицератмутаза?
5. Ключевой метаболит липидного обмена:
а) ацетил-КоА; б) ацетоацетил-КоА; в) β-гидрокси-β-метилглутарил-КоА; г) малонил-КоА; д) сукцинил-КоА; е) ацетоацетат; ж) β-оксибутират?
6. Биологическая роль кетоновых тел:
а) пластический материал; б) источник энергии; в) структурный компонент клетки; г) транспорт холестерина?
7. Первая реакция на пути метаболических превращений глицерина:
а) восстановление; б) окисление; в) ацилирование; г) фосфорилирование; д) метилирование?
8. Количество циклов при бета-окислении жирной кислоты с 20 углеродными атомами:
а) 8; б) 9; в) 10; г) 11; д) 12; е) 20?
9. Мобилизация липидов из депо происходит при:
а) уменьшении концентрации цАМФ;
б) увеличении концентрации цАМФ;
в) увеличении концентрации инсулина;
г) уменьшении концентрации инсулина;
д) увеличении концентрации адреналина?
Лабораторная работа № 1. Определение концентрации триацилглицеролов в сыворотке (плазме) крови энзиматическим колориметрическим методом
Принцип метода.
Триацилглицеролы → глицерин + жирные кислоты (липаза);
Глицерин + АТФ → глицерил-3-фосфат + АДФ (глицерокиназа);
глицерил-3-фосфат + О2 → диоксиацетон фосфат + 2 Н2О2 (ГФО);
Н2О2 + 4-ААР + 4-хлорфенол → хинонимин + 4 Н2О (пероксидаза).
Концентрация хинонимина, определяемая фотометрически, пропорциональна концентрации триацилглицеролов в пробе.
Ход работы. Готовят опытную пробу по схеме:
|
Опытная проба, мл
|
Сыворотка (плазма) крови
|
0,02
|
Рабочий реагент
|
2,0
|
Реакционную смесь тщательно перемешивают и инкубируют в течение 5 минут в термостате при температуре 37°С, измеряют оптическую плотность опытной пробы против дистиллированной воды в кюветах с толщиной поглощающего слоя 5 мм при длине волны 490 нм.
Примечание: окраска стабильна не менее часа после окончания инкубации при предохранения от прямого солнечного света.
Расчёт концентрации триацилглицеролов (С) производят по формуле:
С = Еоп./Ест. × 250 – 10 мг/100 мл
или
С = Еоп./Ест. × 2,85 – 0,11 ммоль/л
|
где Е оп. – экстинкция опытной пробы,
Ест. – экстинкция стандартной пробы,
10 мг/100 мл (0,11 ммоль/л) – поправка на содержание свободного глицерина в сыворотке (плазме) крови.
Нормы.
Нормальные величины: 13-160 мг/100 мл (0,14-1,82 ммоль/л).
Группы риска: 160-200 мг/100 мл (1,82-2,29 ммоль/л).
Патологические показатели: выше 200мг/100мл (более 2,29 ммоль/л).
Выводы. Записать полученный результат и дать его клинико-диагностическую оценку.
Рекомендуемая литература
Основная
-
Кухта, В.К и др. Биологическая химия: учебник / В.К. Кухта, Т.С. Морозкина, Э.И. Олецкий, А.Д. Таганович; под ред. А.Д. Тагановича. – Минск: Асар, М.: Издательство БИНОМ, 2008. – С. 229-241, 258-260.
-
Биохимия: Учебник для вузов / Под ред. Е.С. Северина. – 4-е изд., испр. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – С. 392-395, 399-409.
-
Филиппович, Ю. Б. Основы биохимии. – 4-е изд. – М.: Агар, 1999. – С. 387-410.
-
Николаев, А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2004. – С. 289-291, 305-310.
-
Марри Р. и др. Биохимия человека: в 2-х т.: Пер. с англ., М.: Мир, 2004. – Т.1: С. 262–273. 286–294.
Дополнительная
-
Березов, Т.Т. Биологическая химия / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – М.: Медицина; 1998. – С. 373–381, 388-398, 574-577.
Занятие 16
Липиды-3. Биосинтез липидов.
Регуляция и патология липидного обмена
Цель занятия: изучить биосинтез основных классов липидов. Изучить основные типы и механизмы нарушений липидного обмена. Научиться определять уровень общего холестерола в крови.
Исходный уровень знаний и навыков
Студент должен знать:
-
Механизмы регуляции углеводного обмена.
-
Механизмы нарушения обмена веществ при сахарном диабете.
-
Строение и биологическую роль желчных кислот.
-
Характеристику основных классов ЛП.
-
Метаболизм ЛП в норме.
-
Пути передачи гормонального сигнала на клетку (аденилатциклазный, инозитолтрифосфатный).
-
ЦТК, его энергетический баланс.
-
Структуру и функцию полиферментных комплексов (на примере пируват-ДГ).
Студент должен уметь:
-
Проводить исследование на фотоэлектроколориметре.
Структура занятия
-
Теоретическая часть
-
Биосинтез насыщенных жирных кислот. Роль ацилпереносящего белка (АПБ), пантотеновой кислоты, биотина, NADPH + H+ и ферментов. Источники ацетил-КоА для биосинтеза жирных кислот (ЖК). Регуляция биосинтеза ЖК.
-
Биосинтез триацилглицеролов (ТАГ) и фосфолипидов.
-
Биосинтез холестерина, его регуляция, биологическая роль холестерина. Пул холестерина в клетке, его регуляция.
-
Механизм регуляции липидного обмена. Гормоны, регулирующие липолиз и липогенез. Интеграция липидного и углеводного обменов.
-
Жироуглеводный цЦикл Рэндла. Цикл триацилглицеролы – жирные кислоты. Их механизмы и физиологическое значение. Взаимоотношения кетоновых тел, СЖК и глюкозы.
-
Нарушение переваривания и всасывания липидов, его проявления.
-
Жировая инфильтрация и дегенерация печени – механизмы развития и профилактика.
-
Ожирение – виды, механизмы развития и осложнения. Понятие о метаболическом синдроме.
-
Дислипопротеидемии. Классификация по Фридриксону, биохимическая и клинико-диагностическая характеристика основных групп.
-
Липидозы – наследственные нарушения липидного обмена.
-
Перекисное окисление липидов мембран. Реакции, метаболиты. Биологическое значение в норме и при патологии.
-
Антиоксидантная защита (см. тему «Биологическое окисление»).
-
Практическая часть
-
Решение задач
-
Лабораторная работа.
Задачи
-
Фермент, катализирующий реакцию
СН3-СО-SKoA + CО2 + АТФ → HООС-CH2-CO-SKoA + АДФ + Фн:
а) гидроксиметил-глутарил-КоА-редуктаза; б) тиолаза; в) тиокиназа; г) ацетил-КоА-карбоксилаза; д) холестеролэстераза; е) ЛХАТ?
-
Низкомолекулярное азотистое соединение, препятствующее жировой инфильтрации печени: а) карнитин; б) холин; в) креатин; г) карнозин; д) биотин?
-
Кофермент - поставщик водорода для биосинтеза жирных кислот и холестерина:
а) NADH; б) FADH 2; в) NADPH; г) глутатион-SH; д) FMNH 2?
-
Малонил-КоА синтезируется из:
а) АТФ; б) ЦТФ; в) ацетил-КоА; г) серина; д) холина; е) фосфатидной кислоты?
-
Общий промежуточный метаболит при синтезе нейтрального жира и фосфолипидов:
а) диацилглицерол; б) 1,3-дифосфоглицериновая кислота; в) мевалоновая кислота; г) фосфатидная кислота?
-
Кетоз является состоянием, когда в крови повышен уровень:
а) ацетил КоА; б) ацетоацетил-КоА; в) β-оксибутирата; г) лактата; д) ацетона; е) ацетоацетата?
-
У пациента со сниженной активностью ЛП-липазы можно ожидать:
-
-
увеличение плазменных ХМ и ЛПОНП;
-
увеличение содержании только ХМ;
-
увеличение концентрации ЛПНП;
-
увеличение концентрации ЛПВП;
-
увеличение концентрации ЛПВП и ЛПНП?
-
-
При каких условиях будет увеличиваться синтез жирных кислот?
-
-
при повышении концентрации глюкозы в крови после еды;
-
при дефосфорилировании ацетил-КоА карбоксилазы;
-
при снижении секреции инсулина;
-
при избыточном поступлении жиров с пищей
Лабораторная работа. Определение концентрации общего холестерина в сыворотке (плазме) крови энзиматическим колориметрическим методом.
Принцип метода. При гидролизе эфиров холестерина холестеролэстеразой образуется свободный холестерин. Образовавшийся и имеющийся в пробе холестерин окисляется кислородом воздуха под действием холестеролоксидазы с образованием эквимолярного количества перекиси водорода. Под действием пероксидазы (POD) перекись водорода окисляет хромогенные субстраты с образованием окрашенного продукта. Интенсивность окраски пропорциональна концентрации холестерина в пробе.
Ход работы.
Реагенты
|
Опытная проба, мл
|
Стандартная проба, мл
|
Сыворотка (плазма)
|
0,02
|
-
|
Рабочий реагент
|
2,0
|
2,0
|
Стандартный раствор холестерина
|
-
|
0,02
|
Реакционную смесь тщательно перемешивают и инкубируют не менее 5 минут при комнатной температуре (20-25°С) или в термостате при температуре 37°С. Измеряют оптическую плотность опытной и стандартной проб против дистиллированной воды в кюветах с толщиной поглощающего слоя 5 мм при длине волны 490 нм. Окраска стабильна не менее 2 часов после окончания инкубации при предохранении от прямого солнечного света.
Примечание. При хранении в холодильнике стандартный раствор холестерина может мутнеть. В этом случае следует нагреть раствор при 35-40°С до исчезновения мутности.
Расчёт концентрации (С) холестерина проводят по формуле:
-
С = Еоп./Ест. • 5,17 (ммоль/л)
или
С = Еоп./Ест. • 200 (мг/100мл)
|
где Е оп. – экстинкция опытной пробы, Е ст. – экстинкция стандартной пробы.
Идеальное содержание
|
< 5,2 ммоль/л
|
Допустимое содержание
|
5,2-6,5 ммоль/л
|
Патологическое содержание
|
> 6,5 ммоль/л
|
Норма.
Клинико-диагностическое значение. Увеличение содержания ХС в плазме крови – гиперхолестеринемия – наблюдается при избыточном потреблении продуктов, богатых холестерином, механической (обтурационной) желтухе, нефрите, микседеме (гипотиреоз), диабете, атеросклерозе, сифилисе, менингитах, некоторых заболеваниях печени, а также при наследственных гиперхолестеринемиях.
Снижение содержания ХС в плазме (гипохолестеринемия) отмечается при голодании, анемии, туберкулезе, острых панкреатитах, паренхиматозной желтухе, лихорадочных состояниях, острых инфекционных заболеваниях, хронической сердечной недостаточности, хронической пневмонии, гипертиреозе, раковой кахексии и др.
Выводы. Записать полученный результат и дать его клинико-диагностическую оценку.
Рекомендуемая литература
Основная
-
Материал лекций.
-
Кухта, В.К и др. Биологическая химия: учебник / В.К. Кухта, Т.С. Морозкина, Э.И. Олецкий, А.Д. Таганович; под ред. А.Д. Тагановича. – Минск: Асар, М.: Издательство БИНОМ, 2008. – С. 240-253.
-
Биохимия: Учебник для вузов / Под ред. Е.С. Северина. – 4-е изд., испр. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006. – С. 396-399, 409-417, 428-436.
-
Филиппович, Ю. Б. Основы биохимии. – 4-е изд. – М.: Агар, 1999. – С. 387-410.
-
Николаев, А.Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2004. – С. 291-297, 305-307.
-
Марри Р. и др. Биохимия человека: в 2-х т.: Пер. с англ., М.: Мир, 2004. – Т.1: С. 239-242, 287-290.
Дополнительная
-
Березов, Т.Т. Биологическая химия / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – М.: Медицина; 1998. – С. 381-388, 392-406.
Занятие 16-Д (Для студентов МДФ)
Липиды-4. Патология обмена липопротеидов
Цель занятия: Закрепить знания по метаболизму липопротеидов в норме и при патологических состояниях.
Исходный уровень знаний и навыков
Студент должен знать:
-
Строение и свойства основных классов липидов (жирные кислоты, их производные, производные изопрена).
-
Главные метаболические пути основных классов липидов.
-
Строение, классификация, химический состав, функциональная роль различных классов липопротеидов. Метаболизм липопротеидов в норме.
Студент должен уметь:
-
Проводить фотометрический анализ.
Структура занятия
-
Теоретическая часть
-
Липопротеиды (ЛП) – строение, классификация, химический состав, функциональная роль и метаболизм в норме.
-
Роль рецепторов ЛП в метаболизме липидов в норме и при патологии.
-
Дислипопротеидемии. Классификация по Фридриксону, биохимическая и клинико-диагностическая характеристика основных групп.
-
Понятие о метаболическом синдроме, его биохимическая и клинико-диагностическая характеристика.
-
Липидозы (ганглиозидозы, сфинголипидозы), их биохимическая и клинико-диагностическая характеристика.
-
Практическая часть
-
Лабораторная работа.
Лабораторная работа. Определение концентрации липопротеидов высокой и низкой плотности в сыворотке (плазме) крови.
Принцип метода. Хиломикроны, липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП) и липопротеиды низкой плотности (ЛПНП) осаждаются при добавлении к образцу фосфорновольфрамовой кислоты и Мg 2+. После центрифугирования в супернатанте остаются только липоротеиды высокой плотности (НDL).
Ход работы.
Реагенты
|
Опытная проба, мл
|
Стандартная проба, мл
|
Сыворотка (плазма)
|
0,15
|
-
|
Осаждающий реагент
|
0,3
|
0,3
|
Стандартный раствор
|
-
|
0,15
|
Хорошо перемешать и оставить на 10 мин. при комнатной температуре. Опытную пробу отцентрифугировать в течение 10 мин. при 4 000 об./мин. Прозрачный супернатант используют для определения концентрации НDL. Определить холестерин в опытной и стандартной пробах в течение часа.
Реагенты
|
Опытная проба,
мл
|
Стандартная проба,
мл
|
Супернатант
|
0,2
|
-
|
Рабочий реагент
|
2,0
|
2,0
|
Стандартный раствор + осаждающий реагент
|
-
|
0,2
|
Реакционную смесь тщательно перемешивают и инкубируют не менее 10 минут при комнатной температуре (18-25°С) и измеряют оптическую плотность опытной и стандартной проб против дистиллированной воды в кюветах с толщиной поглощающего слоя 5 мм при длине волны 490 нм. Окраска стабильна не менее 2 часов после окончания инкубации при предохранении от прямого солнечного света.
Примечание. Для анализа использовать только прозрачный супернатант. В случае мутного супернатанта (неполное осаждение) или при содержании триацилглицеролов в пробе более 4,0 ммоль/л следует провести повторное осаждение, увеличив объём осаждающего реагента в 2 раза. Полученный результат умножить на 2.
Расчёт концентрации (С) холестерина ЛПВП проводят по формуле:
-
С = Еоп./Ест. • 1,29 (ммоль/л)
или
С = Еоп./Ест. • 50 (мг/100мл)
|
где Е оп. – экстинкция опытной пробы,
Ест. – экстинкция стандартной пробы.
Расчёт концентрации (С) ЛПНП проводят по формуле:
С = [общий холестерин] – [ЛПВП холестерин] – [триацилглицеролы/5] мг/100 мл
или
С = [общий холестерин] – [холестерин] – [триацилглицеролы/2,2] ммоль/л
|
Норма.
ЛПВП
|
Мужчины
|
Женщины
|
Нормальные величины:
|
> 55 мг/100 мл
|
> 65 мг/100 мл
|
(1,42 ммоль/л)
|
(1,68 ммоль/л)
|
Группа риска:
|
35-55 мг/100 мл
|
45-65 мг/100 мл
|
(0,9-1,42 ммоль/л)
|
(1,16-1,68 ммоль/л)
|
Патологическое нарушение липидного обмена:
|
< 35 мг/100 мл
|
< 45 мг/100мл
|
(0,9 ммоль/л)
|
(1,16 ммоль/л)
|
ЛПНП
|
|
Группа риска:
|
≥ 150 мг/100 мл
|
≥ 190 мг/100 мл
|
(3,9 ммоль/л)
|
(4,9 ммоль/л)
|
Клинико-диагностическое значение: см. в лабораторной работе к занятию «Липиды-3»
Выводы.
Занятие 17
Контрольное занятие по разделу «Биохимия липидов»
Цель занятия: контроль усвоения тем раздела.
-
Классификация липидов. Строение триацилглицеролов (ТГ), фосфолипидов (ФЛ), холестерина (ХC). Биологическое значение отдельных классов.
-
Особенности строения ФЛ. Роль в построении мембран, их биологическое значение. Биосинтез ФЛ.
-
Переваривание и всасывание липидов в ЖКТ.
-
Строение и биологическая роль желчных кислот.
-
Механизм эмульгирования липидов.
-
Механизмы активации липазы.
-
Особенности переваривания липидов у детей.
-
Строение, состав и характеристика липопротеидов (ЛП).
-
Метаболизм ЛП, схема образования и транспорта ЛП частиц. Роль АХАТ и ЛХАТ в метаболизме ЛП частиц.
-
Роль рецептора ЛПНП в развитии гиперхолестеринемиии (ГХС). Механизм захвата ЛПНП клеткой.
-
Формирование атеросклеротических изменений сосудистой стенки. Пенистые клетки.
-
Механизм мобилизации жира. Роль гормонов, аденилатциклазы, инозитолдифосфата. Физиологическая роль жирных кислот.
-
Эйкозаноиды как производные арахидоновой кислоы. Строение и биоло-гическая роль.
-
Механизм всасывания, активации и мембранного транспорта жирных кислот в митохондрии. Роль карнитина.
-
Бета-окисление насыщенных жирных кислот с четным и с нечётным числом атомов С. Реакции, ферменты, энергетический баланс.
-
Ненасыщенные жирные кислоты. Строение, физиологическая роль. Окисление ненасыщенных жирных кислот.
-
Пути обмена ацетил-КоА (образование и утилизация).
-
Кетоновые тела. Строение, биосинтез, окисление, физиологическая роль, содержание в крови. Возникновение кетонурии и кетонемии. Механизм и причины.
-
Биосинтез ХC. Реакции, ферменты, регуляция. Физиологическая роль ХC. Нормы ХC в крови.
-
Пантотеновая кислота. Роль в обмене липидов.
-
Биосинтез насыщенных жирных кислот. Локализация, механизм, роль АПБ, реакции, ферменты.
-
Биосинтез триацилглицеролов. Локализация, механизм, реакции, регуляция.
-
Гормональная регуляция липидного обмена.
-
Интеграция углеводного и липидного обмена (пути образования и ис-пользования общих метаболитов- схемы интеграции
-
Жиро-углеводный цикл Рэндла. Его механизм и физиологическая роль.
-
Цикл ТГ-жирные кислоты. Его механизм и физиологическая роль.
-
Стеаторея, причины ее вызывающие.
-
Роль печени в липидном обмене.
-
Жировая инфильтрация и дегенерация печени. Причины, механизм. Развитие инфильтрации. Роль незаменимых факторов питания.
-
Ожирение. Роль нейропептида Y, лептина и грелина в развитии ожирения
-
Причины гиперхолестеринемии. Основные элементы патогенеза атеро-склероза как полиэтиологического заболевания. Коэффициент атероген-ности для диагностики ССЗ
-
Дислипопротеидемии. Классификация и характеристика.
-
Липидозы, причины возникновения, прогноз
-
Перекисное окисление липидов мембран. Механизм возникновения. Ре-акции, метаболиты в норме и при патологии.
-
Биосинтез ненасыщенных жирных кислот
Занятие 18
Итоговое (зачетное) занятие семестра
Цель занятия: контроль усвоения материала, изученного в первом семестре.
Тема «Ферменты. Биологическое окисление»
-
Общая характеристика обмена веществ. Понятие об анаболизме, катаболизме и метаболизме.
-
Уровни структурной организации белковой молекулы. Форма и размер белковой молекулы. Физико-химические свойства белков. Функции белков.
-
Механизм действия ферментов. Теория промежуточных соединений. Термодинамика ферментативного катализа.
-
Строение ферментов. Кофакторы ферментов. Активный центр фермента (каталитический, субстратный, аллостерический участки).
-
Механизм действия ферментов. Теория промежуточных соединений. Энергия активации. Энергетический барьер.
-
Кинетика ферментативных реакций. Кm- определение, физиологическое значение.
-
Цикл трикарбоновых кислот Кребса (ЦТК) как общий конечный пункт утилизации субстратов биологического окисления. Последовательность реакций, ферменты, коферменты ЦТК.
-
Основная роль БО в процессах жизнедеятельности. Пути утилизации кислорода в организме.
-
Современные представления о биологическом окислении. Принципы преобразования и передачи энергии в клетке. Окислительно-восстановительные реакции, окислительно-восстановительный потенциал.
-
Строение АТФ, значение. Высокоэнергетические фосфаты. Природа макроэргичности. Субстратное фосфорилирование. Биологическое значение.
-
Митохондриальная дыхательная цепь (ДЦ). Основные принципы и механизмы функционирования. Комплексы ДЦ.
-
Хемиосмотическая теория Митчелла. Механизм генерации протонного потенциала. Н+ его структура и пути утилизации.
-
Механизмы сопряжения окислительного фосфорилирования. Строение и функции протонной АТФ-азы. Разобщение окислительного фосфорилирования. Разобщители окислительного фосфорилирования, их природа и механизм действия. Ингибиторы ДЦ.
-
Сходство и отличие микросомального и митохондриального окисления. Связь ЦТК, ДЦ, митохондрии с микросомальной ДЦ.
-
Цикл трикарбоновых кислот Кребса (ЦТК) как общий конечный пункт утилизации субстратов биологического окисления. Последовательность реакций, ферменты, коферменты ЦТК.
Тема «Биохимия углеводов»
-
Механизмы переваривания и всасывания углеводов. Нарушение переваривания и всасывания углеводов в ЖКТ. Мальабсорбция, причины, клинические проявления.
-
Образование и использование глюкозо-6-фосфата. Схема углеводного обмена в организме. Роль инсулина.
-
Строение и метаболизм гликогена (гликогенез и гликогенолиз). Гормональная регуляция метаболизма гликогена (роль гормонов, цАМФ, ионов Са2+).
-
Метаболизм фруктозы в норме и при патологии.
-
Метаболизм галактозы в норме и при патологии.
-
Общая характеристика процессов гликолиза, гликогенолиза, спиртового брожения.
-
Анаэробный гликолиз: спиртовое брожение. Локализация, реакции, ферменты (классы), регуляция, и энергетический баланс. Сходство и отличие от молочнокислого брожения.
-
Гликолитическая оксидоредукция и субстратное фосфорилирование в гликолизе. Физиологическое значение.
-
ГНГ. Локализация, реакции, ферменты (классы), регуляция, биологическая роль и энергетический баланс.
-
Субстратное и энергетическое обеспечение ГНГ. Межорганный обмен субстратами (циклы Кори и Фелига).
-
Роль гомеостаза глюкозы в жизнедеятельности организма. Роль инсулина в тканевом метаболизме глюкозы.
-
Механизм срочной регуляции уровня глюкозы в крови. Роль ЦНС, гормонов, субстратов.
-
Постоянный механизм регуляции уровня глюкозы в крови. Роль межорганного обмена субстратами. Основные гормоны, субстраты. Особенности ГНГ в печени и почках.
-
Характеристика ПФП (ПЦ). Локализация, реакции, ферменты (классы), регуляция, биологическая роль.
-
Механизм действия и биологическая роль инсулина. Сахарный диабет, виды, принципиальное отличие СД I и II типа.
Тема «Биохимия липидов»
-
Классификация липидов. Строение триацилглицеролов (ТГ), фосфолипидов (ФЛ), холестерола (ХС). Особенности строения. Биологическое значение отдельных классов.
-
Строение липопротеидной частицы. Классификация и состав липопротеидов.
-
Роль липопротеидных частиц в атерогенезе.
-
Структура, синтез и распад, физиологическое значение ЛПНП.
-
Структура рецептора ЛПНП и его роль в развитии гиперхолестеринемии. Механизм захвата ЛПНП клеткой.
-
Гормональная регуляция липидного обмена (ИТФ-ный и аденилатциклазный механизм).
-
Пути обмена ацетил-КоА (образование и утилизация).
-
Бета-окисление жирных кислот. Механизм, реакции, ферменты. Энергетический баланс окисления насыщенных жирных кислот.
-
Кетоновые тела. Биосинтез, физиологическая роль. Причины кетонемии, кетонурии.
-
Окисление и физиологическое значение кетоновых тел.
-
Жиро- углеводный цикл Рэндла. Механизм, регуляция и физиологическая роль.
-
Роль пантотеновой кислоты в обмене липидов. Биосинтез насыщенных ЖК, роль АПБ.
-
Биосинтез холестерина. Регуляция биосинтеза.
-
Возрастные нормы содержания ХС в крови. Причины гиперхолестеринемии (ГХ).
-
Роль печени в липидном обмене.
Поделитесь с Вашими друзьями: |