СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ ПО БИОХИМИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ СТОМАТОЛОГИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА

ЗАДАЧА №1

Кофеин повышает секрецию соляной кислоты обкладочными клетками слизистой оболочки желудка.

1. Какова биологическая роль HCl?
2. Откуда поступают ионы для образования HCl в обкладочных клетках желудка?
3. Каким образом происходит регуляция синтеза HCl?
4. Какой механизм обеспечивает передачу сигнала, активирующего синтез HCl?
5. Какой фермен инактивирует вторичный посредник?

Эталон ответа

1. HCl выполняет в организме следующие функции: 1) осуществляет превращение пепсиногена в активный пепсин; 2) создает оптимальное значение рН. Для действия пепсина (1,5-2,0); 3) осуществляет денатурацию пищевых белков, подготавливая субстраты для действия пепсина; 4) осуществляет антибактериальную защиту содержимого желудка; 5) способствует всасыванию железа и витамина В₁₂, способствуя гемопоэзу; 6) стимулирует выработку энтероцитами гормонов, регулирующих процессы пищеварения
2. Ионы хлора поступают из плазмы крови в обмен на бикарбонат, а протоны образуются в результате карбоангидразной реакции при диссоциации угольной кислоты.
3. Синтез HCl в желудке активируется гистамином по аденилатциклазному механизму
4. Активация карбоангидразы осуществляется путем фосфорилирования карбоангидразы под действием активированной цАМФ протеинкиназы
5. Фосфодиэстераза

ЗАДАЧА №2

У новорожденных детей в области шеи и верхней части спины имеется особая жировая ткань (бурый жир), содержащая большое количество митохондрий. Коэффициент Р/О ‹ 1.

1. Назовите комплексы цепи переноса электронов в митохондриях.
2. Что такое трансмембранный электрохимический потенциал?
3. Какой процесс называется окислительным фосфорилированием?
4. Что такое коэффициент Р/О, его максимальное значение?
5. Какой разобщитель присутствует в митохондриях бурой жировой ткани?

Эталон ответа.

1. В дыхательной цепи присутствуют 4 комплекса цепи переноса электронов:

1 – НАДН – убихинонредуктаза

2 – сукцинат-убихинонредуктаза

3 – убихинон-цитохром С редуктаза

4 – цитохромоксидаза.

1. Трансмембранный электрохимический потенциал ионов водорода (DmН⁺) формируется в результате накопления протонов в межмембранном пространстве митохондрий в ходе функционирования цепи переноса электронов. DmН⁺ = Dy + DрН, где Dy - электрический компонент, DрН – химический компонент
2. Окислительным фосфорилированием называется процесс образования АТФ при участии F₀, F₁ – АТФ-синтазы, сопряженный с окислительно-восстановительнымит реакциями цепи переноса электронов
3. Р/О £ 3. Это коэффициент сопряжения, показывающий количество синтезированного АТФ отнесенное к количеству потребленного кислорода
4. В митохондриях бурой жировой ткани локализуется белок-разобщитель термогенин

ЗАДАЧА № 3.

У работника птицефабрики, употреблявшего в пищу ежедневно 5 и более сырых яиц, появилась вялость, сонливость, боли в мышцах, выпадение волос, себорея.

1. С дефицитом какого витамина связано данное состояние?

2. Как называется кофермент, содержащий данный витамин?

3. Почему опасно употреблять сырые яйца?

4. Какова биологическая роль данного витамина?

5. Приведите примеры реакций с участием кофермента данного соединения.

Эталон ответа.

1. Недостаток витамина Н (биотина).

2. Карбоксибиотин, соединенный с остатком лизина в белке.

3. В сыром яичном белке содержится гликопротеин авидин, который образует с биотином нерастворимый комплекс, препятствуя его всасыванию.

4. Биоцитин участвует в реакциях карбоксилирования как источник активной формы СО₂.

5.

СН₃ СО₂ АТФ АДФ + Ф_н СН₂–СОО^-

ç ç

С=О С=О

ç пируваткарбоксилаза ç

СОО^- СОО^-

пируват оксалоацетат

ЗАДАЧА № 4.

У крыс, находящихся длительное время на синтетическом рационе, прекратился рост, понизилась масса тела, стали выпадать волосы. На вскрытии выявлены дистрофические изменения в надпочечниках, сердце, почках.

1. С дефицитом какого витамина связано данное состояние?

2. Как называется кофермент, содержащий данный витамин?

3. Что входит в состав данного кофермента?

4. Каким образом данный кофермент выполняет интегральную роль, т.е. связывает все виды обменов?

5. Приведите пример реакции с участием данного кофермента.

Эталон ответа.

1. Недостаток пантотеновой кислоты.

2. Коэнзим А (HSКоА).

3. Тиоэтиламин, пантотеновая кислота и 3’-фосфоаденозин-5’-дифосфат

4. Коэнзим А участвует в активации ацильных радикалов. При b - окислении жирных кислот, в декарбоксилировании пирувата. Все эти процессы ведут к образованию ацетил-КоА, который вступает в ЦЦК, где сгорает до СО₂ и водородов, которые поступают в ЦТЭ, где образуется эндогенная Н2О и АТФ. Ацетил-КоА и пируват – центральные метаболиты обмена липидов, белков и углеводов.

5.

R HSKoA АТФ АДФ + Ф_н R

ç ç

С=О С=О

ç ацилКоА-синтетаза ç

ОH SKoA ацил ацилКоА

ЗАДАЧА №5

В клинической практике барбитураты применяют в качестве снотворных средств.

1. Объясните биохимический механизм действия барбитуратов
2. Как связаны барбитураты с ЦТЭ
3. Какие еще вещества действуют на ЦТЭ подобным образом?
4. Опишите мишень воздействия барбитуратов в ЦПЭ.
5. Как связать процесс, который блокируют барбитураты, с ЦТК?

Эталон ответа

1. Барбитураты – ингибиторы ЦТЭ
2. Барбитураты являются ингибиторами ЦТЭ, 1 комплекса
3. Большие дозы прогестерона, ротенон ингибируют 1 комплекс, малонат - 2 комплекс, цианиды - 4 комплекс, олигомицин - 5 комплекс.
4. 1 комплекс НАДН – убихинон-оксидоредуктаза. Содержит ФМН и FeS (железосодержащие белки). Окисляет НАДН+Н⁺, направляя электроны на коэнзим Q (убихинон), а в ММП (межмембранное пространство) - 4 Н⁺
5. ЦТК поставляет в ЦТЭ восстановленные эквиваленты, НАДН+Н⁺ и ФАД×Н₂.

ЗАДАЧА №6

При отсутствии в диете свежих овощей и фруктов у пациента наблюдаются повышенная утомляемость, подверженность инфекционным заболеваниям, кровоточивость десен.

1. Назовите заболевание, для которого характерны данные признаки
2. Назовите витамин, с недостаточностью связано данное заболевание
3. Какова биологическая роль данного витамина?
4. Почему при данном авитаминозе проявляются перечисленные симптомы?
5. Приведите примеры реакций, где участвует данный витамин

Эталоны ответов

1. Заболевание цинга
2. Гиповитаминоз витамина С (аскорбиновой кислоты)
3. Аскорбиновая кислота участвует в реакциях гидроксилирования (синтез коллагена, синтез гормонов мозгового и коркового слоев надпочечников) и во многих других окислительно-восстановительных реакциях, аскорбат является антиоксидантом
4. При недостатке овощей и фруктов, которые богаты аскорбатом, нарушается созревание коллагена, который обеспечивает организм на 30%. Из них 50% коллагена идет на построение скелета, 40% - соединительной ткани и кожи, а 10% - внутренние органы. Пародонт на 80 – 90% состоит из коллагена, отсюда кровоточивость десен. А нарушение синтеза гормонов коры надпочечников ведет к снижению сопротивляемости организма.

5.

2оксоглу О₂ глу СО₂

коллаген Fe²⁺ коллаген

незрелый пролилгидроксилаза зрелый

про (аскорбат) о – про

ЗАДАЧА №7

Пациент жалуется на понижение температуры тела, увеличение массы тела, вялость, сонливость. В плазме крови снижено количество Т4 и Т3.

1. Назовите патологию, для которой характерны данные признаки
2. Как изменяются биохимические показатели крови и мочи при данной патологии?
3. Каков биологический эффект Т4 и Т3?
4. Объясните механизм действия Т4 и Т3
5. Объясните, в чем разница в недостаточности Т4 и Т3 в детском и взрослом возрасте

Эталон ответа

1. Микседема (слизистый отек)
2. В крови снижается количество гормона тироксина Т4 и Т3, снижается потребление кислорода, тормозится работа ЦТЭ, снижается количество АТФ
3. Гормоны Т4 и Т3 – йодсодержащие гормоны щитовидной железы, производные тироксина. Связываясь с рецепторами внутри клетки, тироксин увеличивает потребление О₂, ускоряет процессы биосинтеза белков, усиливает рост и дифференцировку клеток
4. Гормоны Т4 и Т3 связываются с внутриклеточным рецептором, образуя гормон-рецеторный комплекс, затем деспирализующих ДНК, и влияниют на процессы транскрипции и трансляции определенных генов.
5. При недостатке Т4 и Т3 в детстве возникает кретинизм (уродливое строение тела, умственная отсталость) – это связано с нарушением процесса дифференцировки тканей. У взрослых – микседема (вялость, сонливость, отечность, снижение температуры тела) – это связано с понижением потребления О₂ и замедлении обменных процессов

ЗАДАЧА №8

При медицинском обследовании водителя было выявлено, что он плохо видит в темноте.

1. С недостатком какого витамина это связано?
2. Какова биологическая роль этого витамина?
3. Дайте подробную схему участия данного витамина в фоторецепции
4. Какие еще нарушения, кроме зрения, возникают при недостатке данного витамина?
5. Какова роль данного витамина в процессе минерализации?