Теоретическая часть. 1.1 Общая характеристика метаболизма и химического состава мозга.

1.1 Общая характеристика метаболизма и химического состава мозга.

1.2 Особенности метаболизма в мозге:

а) углеводов (гликолиз, пентозный цикл, ЦТК), роль инсулина в метаболизме мозга;

б) макроэргов (АТФ и креатинфосфата);

в) белков, их состав, специфические белки нервной ткани S-100, белки миэлина, тубулин, факторы роста нервов и др. Олиго- и полипептиды нервной ткани – ансерин, карнозин, гомокарнозин, либерины, статины, вещество P, кальцийнейрин и др., их функции. Энкефалины, эндорфины, их природа, механизм действия и физиологическая роль;

г) аминокислот, роль дикарбоновых аминокислот – глу и асп в метаболизме мозга (цикл Робертса, цикл пуриновых нуклеотидов – реакции, ферменты, субстраты, физиологическая роль);

д) нуклеиновых кислот;

е) липидов – липиды миэлина, особенности биосинтеза и роль холестерина.

1.3 Основные функции нейронов:

а) электрогенез (механизм электрогенеза);

б) метаболизм (синтез и распад) медиаторов, типы медиаторов. Краткая характеристика (синтез, биохимические и физиологические эффекты, распад) – ацетилхолин, катехоламины, серотонин, дофамин, ГАМК, ГОМК, аминокислоты, гистамин. Состояние медиаторного обмена в норме и при некоторых патологических состояниях (паркинсонизм, шизофрения, маниакальные состояния, депрессии и др.);

в) строение синапса, механизмы синаптической и аксональной передачи. Понятие об аксональном транспорте и его физиологической роли;

г) биохимические механизмы памяти.

1.4 Особенности метаболизма мозга при гипоксии.

1.5 Биохимические механизмы действия на мозг алкоголя, наркотиков (опиоиды, кокаин, ЛСД-25 и др.) и гидрофобных токсических соединений. Биохимические механизмы развития алкоголизма, наркоманий и токсикоманий.

1.6 Понятие о гематоэнцефалическом барьере.

Практическая часть

2.1 Решение задач.

2.2 Лабораторная работа.

2.3 Проведение контроля конечного уровня знаний.

Задачи

1 Основным источником аммиака в ткани мозга является реакция (напишите реакции):

а) дезаминирования асп; б) дезаминирования глу; в) дезамидирования асн; г) дезамидирования глн; д) дезаминирования АМФ; е) дезаминирования АТФ; ж) трансаминирования; з) распада нуклеиновых кислот?

2 В каких случаях увеличивается активность холинэстеразы в сыворотке крови:

а) нефротический синдром; б) инфекционный гепатит; в) бронхиальная астма; г) миома матки; д) инфаркт миокарда; е) отравление фосфорорганическими веществами; ж) травма мозга; з) отек мозга; и) гипертоническая болезнь?

3 Активность холинэстеразы сыворотки крови понижается при:

а) инфаркте миокарда; б) отравлении фосфорорганическими инсектици­дами; в) отравлении боевыми фосфорорганическими веществам; г) панкреатите; д) язвенной болезни желудка; е) вирусном гепатите; ж) токсическом гепатите; з) отравлении миорелаксантами; и) гемолитической анемии?

4 Развитие печеночной комы при тяжелом вирусном гепатите связано главным образом:

а) с нарушением синтеза альбумина; б) дисглобулинемией; в) увеличени­ем содержание в крови аммиака; г) снижением содержание в крови глюкозы; д) увеличением содержание в крови билирубина; е) повышением осмолярности крови; ж) кетоацидозом?

5 Какие из указанных реакций обезвреживания аммиака характерны для ткани мозга (напишите реакции):

а) восстановительное аминирование a-кетоглутарата; б) амидирование глу; в) амидирование асп; г) аминирование ИМФ; д) дезаминирование АМФ; е) амидирование белков; ж) орнитиновый цикл?

6 Какие из указанных ферментов участвуют в реакциях инактивации биогенных аминов:

а) холинэстераза; б) моноаминооксидаза; в) оксидазы D-аминокислот; г) оксидазы L-аминокислот; д) цитохром Р₄₅₀; е) катехол-o-метилтранс­фераза; ж) глютатионпероксидаза; з) супероксиддисмутаза?

7 Наркотическое действие алкоголя связано:

а) с ингибированием Са каналов; б) гиперпродукцией NADH; в) торможе­нием первого комплекса дыхательной цепи; г) торможением третьего комплекса дыхательной цепи; д) ингибированием сукцинатдегидрогеназы; е) продукцией эндогенных медиаторов торможения; ж) дефицитом эндоген­ных медиаторов торможения; з) ингибированием цитохромоксидазы; и) ак­тивацией сукцинатдегидрогеназы?

8 Наркотическое действие гидрофобных веществ связано:

а) с ингибированием Са каналов; б) гиперпродукцией NADH; в) торможе­нием первого комплекса дыхательной цепи; г) торможением третьего комплекса дыхательной цепи; д) ингибированием сукцинатдегидрогеназы; е) продукцией эндогенных медиаторов торможения; ж) дефицитом эндоген­ных медиаторов торможения; з) ингибированием цитохромоксидазы; и) ак­тивацией сукцинатдегидрогеназы?

9 Тормозным медиатором нейронов спинного мозга и ствола мозга является:

а) ГАМК; б) ГОМК; в) глу; г) глн; д) гли; е) таурин; ж) гистамин; з) эн­дорфины; и) серотонин; к) белок S-100?

10 Главным тормозным медиатором нейронов головного мозга является:

а) ГАМК; б) ГОМК; в) глу; г) глн; д) гли; е) таурин; ж) гистамин; з) эн­дорфины; и) серотонин; к) белок S-100?

11 Антагонистом серотониновых рецепторов мозга является:

а) ЛСД-25; б) алкоголь; в) кокаин; г) теофиллин; д) резерпин; е) новока­ин; ж) стрихнин; з) аммиак?

12. Антагонистом рецепторов норадреналина в мозге является:

а) ЛСД-25; б) алкоголь; в) кокаин; г) теофиллин; д) резерпин; е) новока­ин; ж) стрихнин; з) аммиак?

13 В везикулах пресинаптических адренэргических нервных окончаний находятся:

а) связанный норадреналин; б) серотонин; в) АТФ; г) свободный норадреналин; д) хромогранин; е) дофамингидроксилаза; ж) ГАМК; з) моноаминооксидаза?

14 Антагонистом глициновых рецепторов спинного мозга является:

а) ЛСД-25; б) алкоголь; в) кокаин; г) теофиллин; д) резерпин; е) новока­ин; ж) стрихнин; з) аммиак?

15 Для паркинсонизма характерно:

а) увеличение содержания в мозге дофамина;

б) резкое снижение содержания в мозге дофамина;

в) резкое снижение содержания в мозге норадреналина;

г) резкое увеличение содержания в мозге норадреналина;

д) ингибирование сукцинатдегидрогеназы;

е) увеличение содержания в мозге серотонина?

16 Тормозное действие медиатора ГАМК связано:

а) с ингибированием Са каналов;

б) гиперпродукцией NADH;

в) торможением первого комплекса дыхательной цепи;

г) торможением третьего комплекса дыхательной цепи;

д) ингибированием сукцинатдегидрогеназы;

е) продукцией эндогенных медиаторов торможения;

ж) гиперполяризацией постсинаптической мембраны;

з) ингибированием цитохромоксидазы;

и) увеличением проводимости для ионов Сl^-?

Лабораторная работаИнгибирование активности холинэстеразы сыворотки крови прозерином

Принцип метода. Основан на том, что при гидролизе ацетилхолина холинэстеразой происходит подкисление среды за счет накопления уксусной кислоты:

Холинэстераза

СН₃-СO-О-СН₂-СН₂-N(СН₃)₃ + H₂O ¾® НО-СН₂-СН₂-N(СН₃)₃+ СН₃-СОO^- + Н⁺,

которую можно обнаружить по изменению окраски в присутствии индикатора – бромтимолового синего. В нейтральной среде этот индикатор сине-зеленый, а в кислой он имеет красную окраску. В присутствии антихолинэстеразного препарата – прозерина, а также инсектицидов или других фосфорорганических соединений, которые ингибируют активность холинэстеразы, расщепления ацетилхолина не происходит, и индикатор не меняет своей окраски.

Ход работы. В две пробирки вносят по 0,2 мл 0,1 %-го раствора бромтимолового синего и по 0,2 мл 0,1 %-го раствора ацетилхолина (предварительно нейтрализованного NaOH). В одну из пробирок (контрольную) добавляют 3 капли 0,05 %-го раствора прозерина.

В каждую пробирку вносят по 0,02 мл крови, содержимое пробирок перемешивают и ставят в термостат при температуре 38 °C на 15–20 мин. По истечении этого времени наблюдают изменение окраски в опытной пробе и сохранение исходной окраски в контрольной.

Клинико-диагностическое значение. В организме человека существует два типа холинэстераз:

а) ацетилхолинэстераза (АХЭ), которая встречается преимущественно в мозге, эритроцитах, мышцах, нервах; это высокоспецифический фермент, катализирующий гидролитическое расщепление ацетилхолина на холин и уксусную кислоту;

б) холинэстераза (ХЭ), которая содержится в основном в печени, поджелудочной железе и плазме крови. ХЭ обладает более широкой субстратной специфичностью, т. е. расщепляет ацетилхолин и другие эфиры холина.

Определение активности АХЭ сыворотки и тканей имеет большое клинико-диагностическое значение.

Сывороточная ХЭ представляет собой высокомолекулярный гликопротеид, связанный в крови с альбумином. Функция этого фермента выяснена недостаточно. Предполагают, что ХЭ плазмы крови выполняет защитную функцию, предотвращая накопление и распространение ацетилхолина по тканям, при попадании его в кровяное русло.

В норме активность ХЭ сыворотки крови колеблется в широких пределах – 160–340 мкмоль/(мл ∙ ч). При патологических состояниях ее активность ча­ще всего снижается. Значительное снижение активности ХЭ сыворотки крови отмечается при заболеваниях печени, гипотиреозе, суставном ревматизме, инфаркте миокарда, ожогах, а также отравлениях различными фосфорорганическими соединениями.

Угнетение активности ХЭ в сыворотке крови наблюдается значительно раньше проявления других симптомов интоксикации.

Выводы. Записать полученный результат и дать его клинико-диагности­ческую оценку.

Рекомендуемая литература

Основная

1 Материал лекций.

2 Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1990. С. 488–503; 1998. С. 625–644.

3 Уайт А. и др. Основы биохимии. М.: Мир, 1981. Т. 3. С. 1425–1465.

Дополнительная

4 Ашмарин И. П. и др. Элементы патологической физиологии и биохимии. М.: МГУ, 1992.

5 Албертс Б. и др. Молекулярная биология клетки. М.: Мир, 1994. Т. 3. С. 287–381.