Флуоресценція продуктів окиснення адреналіну

Тема №26. Класифікація та властивості гормонів. Механізми дії гормонів білково-пептидної природи.

Актуальність теми

Вивчення молекулярно-клітинних механізмів дії гормонів необхідне студентам для розуміння ролі ендокринної системи у регуляції реалізації впливу гормонів на активність внутрішньоклітинних систем дозволяє пояснити причини, які лежать в основі патологічних станів, викликаних розладами у функціонуванні ендокринних залоз та клітин-мішеней, а також формує у студентів підходи до корекції фармпрепаратами гіпо- або гіперфункцій залоз внутрішньої секреції.

Також важливими є знання щодо біохімії гормонів підшлункової залози - інсуліну і глюкагону. Це пов’язано у першу чергу з високою частотою ендокринних захворювань підшлункової залози і з необхідністю пошуку новітніх методик їх діагностики та лікування.

Мета заняття:

- засвоїти біохімічні та фізіологічні функції гормонів та інших біорегуляторів у системі міжклітинної інтеграції життєдіяльності організму людини.

- уміти пояснювати молекулярні механізми дії гормонів білково-пептидної природи, похідних амінокислот та біогенних амінів на клітини-мішені за участі сигнальних молекул-посередників.

- оволодіти методами якісного визначення інсуліну, адреналіну та продуктів окиснення адреналіну в біологічних рідинах.

Конкретні завдання:

Ø Трактувати поняття про гормони та фізіологічно активні сполуки.

Ø Трактувати механізми дії та особливості синтезу і секреції гормонів залоз внутрішньої секреції.

Ø Пояснювати механізм дії гормонів білково-пептидної природи та похідних амінокислот (катехоламіни) на клітини-мішені за участі сигнальних внутрішньоклітинних посередників.

Ø Пояснити роль цАМФ, протеїнкіназ та інших вторинних месенджерів в реалізації дії гормонів.

Ø Характеризувати механізми дії та вплив на обмін вуглеводів, ліпідів та білків інсуліну та адреналіну.

Ø Виявити інсулін та адреналін в досліджуваних розчинах.

Теоретичні питання

1. Загальна характеристика гормонів, їх класифікація:

· за місцем синтезу;

· за хімічною природою;

· за механізмом дії.

2. Мішені гормональної дії; типи реакцій клітин на дію гормонів. Рецептори гормонів: мембранні (іонотропні, метаботропні) та цитозольні рецептори.

3. Молекулярно-клітинні механізми дії білково-пептидних гормонів та біогенних амінів. Каскадні системи передачі хімічного сигналу біорегулятора: рецептори G-білки вторинні посередники протеїнкінази.

4. Месенджерні функції циклічних нуклеотидів, системи Са²⁺/кальмодулін, фосфоінозитидів. Серинові, треонінові та тирозинові протеїнкінази й ефекторні функції клітини.

5. Білки-трансдуктори – G-білки. Молекулярна будова. Типи G-білків.

6. Аденілатциклаза:

· структура аденілатциклази;

· утворення аденілатциклазного комплексу.

7. Гормони підшлункової залози:

8. інсулін і глюкогон – будова, біосинтез та секреція; вплив на обмін вуглеводів, ліпідів, амінокислот та білків.

9. Гормони мозкової речовини надниркових залоз. Реалізація впливу адреналіну на клітини-мішені. Схема каскадного посилення сигналу

Практична робота

Дослід 1. Біуретова реакція (на прикладі інсуліну)

Принцип методу. За хімічною природою інсулін – простий білок, який у лужному середовищі реагує з купруму сульфатом, при цьому утворюються сполуки, забарвлені у фіолетовий колір.

Хід роботи. До 10 крапель інсуліну додають 5 крапель 10 % розчину NaOH і краплю розчину CuSO₄. Рідина забарвлюється у фіолетовий колір.

Зробити висновок.

Дослід 2. Реакція Фоля(на прикладі інсуліну)

Принцип методу. Сірковмісні амінокислоти, особливо цистеїн і цистин, при кип’ятінні з лугом втрачають сірку, яка відщеплюється у вигляді сірководню. Сірководень, взаємодіючи з лугом, утворює сульфіди, які можна виявити при додаванні плюмбуму ацетату (реактиву Фоля). Сульфіди утворюють з ним коричневий або чорний осад плюмбуму сульфіду.

Хід роботи. До 5 крапель інсуліну додають 5 крапель реактиву Фоля і кип’ятять. Через 1 – 2 хвилини після відстоювання утворюється бурий або чорний осад сульфіду свинцю. Зробити висновок.

Дослід 3. Якісні реакції на адреналін Реакції виявлення адреналіну базуються на його здатності легко окиснюватися з утворенням забарвлених продуктів. Адреналін дає слабколужну реакцію, легко окиснюється на повітрі з утворенням адренохрому, внаслідок чого розчин забарвлюється в червоний колір. При взаємодії з нітритом натрію спостерігається жовтогаряче забарвлення, з діазореактивом - червоне і з хлорним залізом - зелене.

Реакція з хлорним залізом

Принцип методу: Адреналін легко окиснюється на повітрі з утворенням адренохрому, який дає смарагдово-зелене забарвлення із феруму хлоридом.

Хід роботи: у пробірку вносять 10 крапель дослідного розчину, який містить адреналін, і додають 1 краплю хлорного заліза. Спостерігають зелене забарвлення за наявності пірокатехіну в молекулі адреналіну. Якщо додати аміак, спостерігається зміна забарвлення на червоне, а потім – коричневе.

Флуоресценція продуктів окиснення адреналіну

Принцип методу: адреналін, окиснюючись киснем повітря, при додаванні лугу дає флуоресціюючі продукти.

Хід роботи: до 10 крапель води додають 6 крапель їдкого натру та 6 крапель адреналіну. Помістивши пробірку перед увімкнутим флуороскопом, спостерігають зелену флуоресценцію продуктів окиснення адреналіну.

Зробити висновок.

Значення для фармації та клініки. За умов норми концентрація адреналіну в плазмі крові становить 112 – 658 пг/мл; норадреналіну — менше 10 пг/мл. Підвищується екскреція адреналіну при артеріальній гіпертензії, феохромоцитомі, в гострий період інфаркту міокарда, нападах стенокардії, інфекційних захворюваннях. Знижений вміст адреналіну спостерігають при колагенозах, гострих лейкозах, ураженні гіпоталамуса, міастенії, синдромі Іценка-Кушінга тощо. Паління, фізичне навантаження, емоційний стрес викликають екскрецію катехоламінів із сечею. Збільшення екскреції катехоламінів спостерігають при гепатитних цирозах печінки, загостренні виразкової хвороби шлунка і 12-палої кишки. Порушення екскреції спостерігають в патогенезі уремії.

Література

Основна:

1. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508 с.

2. Вороніна Л.Н., Десенко В.Ф., Мадієвська Н.Н. та ін. Біологічна хімія.- Харків.: Основа, 2000.-.608с.

3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744 с.

4. Клінічна біохімія/За ред.. Склярова О.Я. - Київ: Медицина, 2006. – 432 с.

5. Лекції, які читаються на кафедрі.

Додаткова:

1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина,1990. – 542 с.

2. Строев Е.А., Биологическая химия.М.:Высшая школа,1986. – 479с.