2 курс / Биохимия / Обмен белков и липидов

Тема 9. ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ АММИАКА В ОРГАНИЗМЕ. ОСТАТОЧНЫЙ АЗОТ КРОВИ. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЧЕВИНЫ В СЫВОРОТКЕ КРОВИ УРЕАЗНЫМ МЕТОДОМ. ДИАГНОСТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ

Место проведения: кафедра биохимии. Продолжительность занятия – 180 мин.

Цель занятия: изучить процессы обезвреживания аммиака в организме, разобрать понятие остаточного азота крови, компоненты, его составляющие, диагностическое значение. Освоить метод количественного определения мочевины в сыворотке крови.

Изучение темы должно способствовать формированию общекультурных (ОК-1, ОК-5) и профессиональных (ПК-3, ПК-5, ПК-15, ПК-17, ПК-18) компетенций.

Конкретные задачи.

Студент должен знать:

–реакции первичного обезвреживания аммиака;

–процессы окончательного обезвреживания аммиака;

–компоненты остаточного азота крови, их происхождение;

–диагностическое значение использования показателей мочевины, мочевой кислоты, креатина, креатинина, гиппуровой кислоты, индикана.

Студент должен уметь:

–писать реакции первичного обезвреживания аммиака и цикла мочевины;

–связывать изменение содержания азотсодержащих компонентов мочи и крови с различными механизмами нарушений белкового обмена;

–проводить определение мочевины в сыворотке крови;

–использовать, полученные показатели мочевины в крови и моче для диагностики состояния почек и печени.

Студент должен владеть навыками самостоятельного выполнения биохимического метода; навыками планирования обследования больных с использованием различных показателей остаточного азота крови.

Мотивация. Знания и навыки, приобретенные на занятии, необходимы для понимания механизмов развития патологических состояний, связанных с нарушениями процесса обезвреживания аммиака в организме и заболеваниями различных органов.

71

Внутрипредметные связи

Вопросы для самоподготовки

1.Пути образования аммиака в организме.

2.Напишите реакции первичного обезвреживания аммиака.

3.Основные транспортные формы аммиака в крови.

4.Процессы окончательного обезвреживания аммиака.

5.Орнитиновый цикл (написать формулами). Локализация ферментов. Необходимые условия.

6.Какова взаимосвязь орнитинового цикла и ЦТК?

7.Мочевина как конечный продукт обезвреживания аммиака. Нормы мочевины в крови и моче. Диагностическое значение показателя.

8.Аммонийные соли. Место образования. Причины изменения содержания в моче.

9.Глюкозо-аланиновый цикл. Биологическое значение. Схема цикла.

10.Что такое остаточный азот крови? Какие соединения объединены под этим названием? Их происхождение. Диагностическое значение.

11.Виды азотемий.

12.Какой принцип лежит в основе количественного определения мочевины в сыворотке крови?

Задание для самоподготовки: изучить рекомендуемую литературу, используя вопросы для самоподготовки.

72

Рекомендуемая литература

Основная Березов, Т.Т. Биологическая химия / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – М. :

Медицина, 1998. – С. 444–451, 580–582.

Биохимия : учебник для вузов / под ред. проф. Е.С. Северина. – М. :

ГЭОТАР-МЕД, 2003. – С. 477–489; То же. – 2011. – С. 477–489.

Дополнительная Николаев, А.Я. Биологическая химия / А.Я. Николаев. – М. : Высшая шко-

ла, 1984. – С. 315–323.

Пример входного контроля

1.Написать последнюю реакцию орнитинового цикла.

2.Образование креатинина в организме, диагностическое значение определения его в крови и моче.

Количественное определение мочевины в крови и моче, клинико-диагностическое значение

Мочевина является конечным продуктом обмена белков. Она синтезируется в клетках печени в орнитиновом цикле из аммиака при участии СО2. Данный процесс требует затраты энергии, поэтому важным условием синтеза мочевины является достаточное снабжение печеночных клеток кислородом. Далее мочевина поступает в кровь и выводится с мочой через почки. Повышенное содержание мочевины в крови прежде всего связано с поражением почек (нарушением почечной фильтрации). При этом ее содержание в моче будет снижаться. При повреждении клеток печени происходит снижение синтеза мочевины, поэтому наблюдается понижение ее содержания и в крови и в моче. Рост мочевины в крови и в моче наблюдается при усилении распада тканевых белков (например, при сахарном диабете или опухолевом росте). Для определения концентрации мочевины в биологических средах используют различные методы количественного анализа. Наиболее точными и удобными являются методы с участием фермента – уреазы, который обладает абсолютной специфичностью к мочевине. Нормы мочевины (уреазным методом): в сыворотке крови – 1,7–8,3 ммоль/л, в моче – 333–583 ммоль/сут. Редко используют диацетилмонооксимовый метод. Нормы мочевины (диацетилмонооксимовым методом): в сыворотке крови – 2,5–8,3 ммоль/л, в моче – 333–583 ммоль/сут.

73

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Количественное определение мочевины в сыворотке крови уреазным методом

Принцип метода: мочевина под действием фермента уреазы разлагается на СО2 и NН3, последний в реакции с салицилатом натрия и гипохлоридом натрия в присутствии нитропруссида натрия образует окрашенный продукт, интенсивность окраски которого пропорциональна концентрации мочевины в пробе.

Реактивы и оборудование: 1) реагент 1 – раствор уреазы в фосфатном буфере; раствор салицилата натрия и нитропруссида натрия; 2) реагент 2 – раствор гипохлорита натрия и гидроокиси натрия; 3) образцы сыворотки крови; 4) калибровочный раствор мочевины с концентрацией 5,0 ммоль/л; 5) пробирки, пипетки; 6) термостат; 7) ФЭК.

Ход работы (табл. 3).

Пробы перемешать и инкубировать 5 мин при температуре 37° С, затем добавить реагент 2 по 1 мл.

После добавления реагента 2 пробы перемешать и инкубировать 5 мин при температуре 37° С.

Измерить оптическую плотность опытной (D) и калибровочной (Dк) проб против контрольной пробы при = 610 нм. Окраска стабильна в течение 2 ч.

Результаты:

D1 =

D2 =

Dк =

Для расчета концентрации мочевины использовать формулу:

С = D1/Dк ∙ 5,0 (ммоль/л).

74

С1 = С2 =

Норма: 2,5–8,3 ммоль/л.

Выводы: _________________________________________________.

Количественное определение креатинина в крови и моче

Креатинин является компонентом остаточного азота крови. Это конечный продукт превращения креатинфосфата в мышцах, мозге. Креатинфосфат в свою очередь участвует в энергообеспечении данных тканей. При участии фермента креатинкиназы происходит расщепление креатинфосфата с образованием энергии и креатинина, который экскретируется из организма с мочой. Основное диагностическое использование креатинина – это оценка почечной фильтрации. При нарушении фильтрации в почках происходит нарастание креатинина в крови и снижение его в моче. По содержанию креатинина в крови и моче можно рассчитать клиренс креатинина, данный показатель позволяет оценить скорость почечной фильтрации. При нарушении функции почек клиренс креатинина снижается. Повышение экскрекции креатинина с мочой может наблюдаться при лихорадочных состояниях, недостаточности печени, инфекционных заболеваниях, а также при высоких физических нагрузках. По количеству выделяемого креатинина можно судить об интенсивности физической нагрузки у спортсменов и тренированности мышц. Уменьшение креатинина в моче связано с мышечной атрофией, параличами, хроническими заболеваниями почек (амилоидоз). Определение содержания креатинина в сыворотке (плазме) крови и моче основано на реакции Яффе.

Принцип метода: креатинин в щелочной среде реагирует с пикриновой кислотой с образованием комплекса желто-красного цвета. Скорость образования комплекса пропорциональна содержанию креатинина в исследуемом материале. Нормы: в сыворотке крови женщины – 44–88 мкмоль/л, мужчины – 44–100 мкмоль/л (нормы могут варьировать в зависимости от конкретного метода); в моче – 4,4– 17,7 ммоль/сут.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

ВЫБЕРИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

1. ФЕРМЕНТЫ ОРНИТИНОВОГО ЦИКЛА ЛОКАЛИЗОВАНЫ

а) на мембране митохондрий

75

б) в цитозоле клетки в) на мембранах комплекса Гольджи

г) на мембранах митохондрий и в цитозоле клетки д) на мембранах комплекса Гольджи и в цитозоле

2.ОРНИТИНОВЫЙ ЦИКЛ В МИТОХОНДРИЯХ ПРОТЕКАЕТ ДО ОБРАЗОВАНИЯ

а) аргининосукцината б) карбамоилфосфата в) фумарата г) цитруллина д) аргинина

3.ТРАНСПОРТНЫМИ ФОРМАМИ АММИАКА В ОРГАНИЗМЕ ПРИНЯТО СЧИТАТЬ

а) ГЛУ, ГЛН б) ГЛН, АСН

в) аммонийные соли г) ГЛУ, АСП д) мочевину

4. ОБЩИМ МЕТАБОЛИТОМ ЦТК И ОРНИТИНОВОГО ЦИКЛА ЯВЛЯЕТСЯ

а) оксалоацетат б) глутамат в) сукцинат г) аспартат д) фумарат

5. ПАТОЛОГИЯ ПОЧЕК СОПРОВОЖДАЕТСЯ

а) снижением содержания мочевины в крови и моче б) снижением содержания мочевины в крови и повышением в моче в) повышением показателей мочевины в крови и моче

г) увеличением содержания мочевины в крови; снижением мочевины и ростом аммонийных солей в моче

д) увеличением содержания мочевины в крови; снижением мочевины

иаммонийных солей в моче

6.ПАТОЛОГИЯ ПЕЧЕНИ СОПРОВОЖДАЕТСЯ

а) повышением содержания мочевины в крови и понижением в моче б) снижением содержания мочевины в крови и нарастанием в моче в) снижением мочевины в крови, снижением мочевины и аммоний-

ных солей в моче г) снижением содержания мочевины в крови и моче, ростом аммо-

нийных солей в моче

76

д) ростом мочевины в крови и моче

ВЫБЕРИТЕ ВСЕ ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ

7. ГЛЮКОЗО-АЛАНИНОВЫЙ ЦИКЛ ВКЛЮЧАЕТ РЕАКЦИИ

а) декарбоксилирования ГЛУ б) декарбоксилирования ПВК

в) восстановительного аминирования α-кетоглутаровой г) восстановительного аминирования ПВК д) переаминирования ГЛУ и ПВК

8. ГЛЮКОЗО-АЛАНИНОВЫЙ ЦИКЛ ВКЛЮЧАЕТ ПРОЦЕССЫ

а) переаминирования глутаминовой кислоты с ПВК б) превращения глутаминовой кислоты в глутамин в) транспорта аммиака в печень в виде аланина г) транспорта ПВК в печень в виде аланина

д) переаминирования аланина в печени с α-кетоглутаровой кислотой

9. РЕАКЦИЯМИ ПЕРВИЧНОГО ОБЕЗВРЕЖИВАНИЯ АММИАКА ЯВЛЯЮТСЯ

а) синтез аммонийных солей б) синтез глутамина

в) восстановительное аминирование α-кетоглутаровой кислоты г) декарбоксилирование глутамина д) синтез креатинина

УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ

3)обезвреживание продук- Г) аммонийные соли тов гниения триптофана Д) креатинин

ДОПОЛНИТЕ

13.Значение глюкозо-аланинового цикла заключается в том, что в виде аланина из мышц одновременно выводятся два токсических продукта обмена: ________ и _______, также поддерживается безопасный уровень __________ в крови.

14.Первой реакцией орнитинового цикла является синтез

____________. Фермент, катализирующий реакцию – ____________.

15.Последней реакцией орнитинового цикла является гидролиз

________ с образованием ___________ и ______________.

78

Тема 10. ВОЗМОЖНЫЕ НАРУШЕНИЯ БЕЛКОВОГО ОБМЕНА. РЕШЕНИЕ СИТУАЦИОННЫХ ЗАДАЧ

Место проведения: кафедра биохимии. Продолжительность –

180 мин.

Цель занятия: научить студентов оценивать нарушения обмена белков путем решения ситуационных задач, используя дополнительную литературу.

Изучение данной темы направлено на формирование у студентов следующих компетенций: ОК-1, ОК-3, ОК-5, ПК-2, ПК-3, ПК-5, ПК-8,

ПК-15, ПК-16, ПК-17, ПК-18, ПК-31, ПК-32.

Конкретные задачи.

Студент должен знать:

–переваривание белков в желудочно-кишечном тракте;

–реакции промежуточного обмена аминокислот;

–индивидуальный обмен аминокислот;

–роль витаминов в реакциях обмена аминокислот;

–роль печени и почек в обезвреживании аммиака. Студент должен уметь:

–анализировать, обобщать, излагать литературный материал для решения ситуационной задачи;

–интерпретировать данные биохимических и других лабораторных исследований для оценки нарушений белкового обмена.

Студент должен владеть способностью систематизировать информацию, формулировать причину, условия и механизм возникновения болезни.

Межпредметные связи

79

Внутрипредметные связи

Мотивация. Знания и навыки, полученные на занятии, развивают аналитическое мышление и могут быть использованы в практической работе, для контроля состояния здоровья людей при воздействии факторов внешней среды и нарушении обмена белков.

Вопросы для самоподготовки

1.Источники и пути использования аминокислот в организме.

2.Суточная потребность белков, виды азотистого баланса.

3.Какие витамины участвуют в промежуточном обмене аминокис-

лот?

4.Каким образом и в каких органах происходит конечное обезвреживание аммиака в организме?

5.Каким путем удаляются из организма конечные продукты белкового обмена?

6.Какие азотсодержащие компоненты присутствуют в крови и в

моче?

7.Как изменяется количество азотсодержащих компонентов в крови

ив моче при заболеваниях печени, почек и мышц?

8.Какие нарушения обмена фенилаланина, тирозина, метионина вам известны? Какова причина нарушения обмена аминокислот?

9.Какие нарушения белкового обмена наблюдаются при действии солей тяжелых металлов?

10.Какие нарушения белкового обмена наблюдаются при действии гидразина?

11.Какие нарушения белкового обмена наблюдаются при действии этиленгликоля, дихлорэтана, ФОС и других химических агентов?

12.Какие нарушения белкового обмена возникают при белковом голодании?

80