ТЕМА ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ УКРАИНЫ

ДОНЕЦКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Имени М. ГОРЬКОГО

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО БИОХИМИИ

ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ СТУДЕНТОВ МЕДИЦИНСКОГО ФАКУЛЬТЕТА, ОБУЧАЮЩИХСЯ ПО КРЕДИТНО-МОДУЛЬНОЙ СИСТЕМЕ

Часть I

Донецк, 2011

УДК 612.015(075.8)+577.1(075.8)

Авторы: Бакурова Е.М., Богатырева Е.В., Шатова О.П., Скоробогатова З.М.,

Соколовская Л.В., Турсунова Ю.Д., Швец Т.А.

Под редакцией доктора биологических наук, профессора

Борзенко Б.Г.

Рекомендовано к печати Ученым советом ДонНМУ (протокол № ____ от «_____»

«______________» года

Рецензенты:

Ельский В.Н. - заведующий кафедрой патологической физиологии

ДонНМУ, доктор медицинских наук, профессор

Рождественский Е.Ю. - заведующий кафедрой медицинской

Химии ДонНМУ, кандидат

Химических наук, доцент

Басий Р.В. – заведующая учебно-методическим кабинетом ДонНМУ,

Кандидат медицинских наук, доцент

С О Д Е Р Ж А Н И Е

 

Стр.

ПРЕДИСЛОВИЕ……………………………………………………………………. 3

ЧАСТЬ I

МОДУЛЬ I «ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕТАБОЛИЗМА. МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ, ЛИПИДОВ, БЕЛКОВ И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ»

Введение к модулю I « Общие закономерности метаболизма. Метаболизм углеводов,

липидов, белков и его регуляция»…………………………… …………………………….. 5

Тема для самостоятельного изучения «Биохимия как наука. Этапы развития биохимии.

Методы биохимических исследований»(Скоробогатова З.М.) ........................................7

Содержательный модуль 1 «Роль ферментов и витаминов в обмене веществ»……10

Тема 1.1. Контроль исходного уровня знаний. Предмет и задачи биохимии.

Изучение структуры и физико-химических свойств белков. Количественное

определение белка биуретовым методом. Доказательство белковой природы

ферментов (Шатова О.П.)….……………………………………………………. 11

Тема 1.2. Исследование структуры и физико-химических свойств ферментов (Бакуро-

ва Е.М.)…………………………………………………………………………… 19

Тема 1.3. Определение активности ферментов, исследование кинетики фермента-

тивного катализа и влияние активаторов и ингибиторов (Бакурова Е.М.)… 27

Тема 1.4. Исследование роли кофакторов и коферментных форм витаминов в

каталитической активности ферментов (Швец Т.А.)…………………………. 33

Тема 1.5. Исследование участия витаминов и коферментных форм витаминов в

различных биохимических процессах (Швец Т.А.)………………………………40

Задания для самопроверки и самокоррекции содержательного модуля «Роль фермен-

тов и витаминов в обмене веществ» ………………………………………………………. 46

Содержательный модуль 2 «Обмен веществ и энергии»………………………………. 49

Тема 1.6 Исследование окислительного фосфорилирования и синтеза АТФ. Ин-

гибиторы и разобщители окислительного фосфорилирования (Богаты-

рева Е.В.)………………………………………………………………………….. 50

Тема 1.7. Обмен веществ и энергии. Исследование функционирования цикла

трикарбоновых кислот (Богатырева Е.В.)………………………………………. 58

Задания для самопроверки и самокоррекции содержательного модуля «Обмен веществ

и энергии»………………………………………………………………… ………………… 66

Содержательный модуль 3 «Метаболизм углеводов и его регуляция»………………. 68

Тема 1.8. Исследование особенностей переваривания углеводов

Биосинтез и катаболизм гликогена. Превращение других моно-

сахаридов в глюкозу (Шатова О.П.)…………………………………………… 69

Тема 1.9. Анаэробное окисление углеводов. Гликолиз. Биосинтез

глюкозы – глюконеогенез (Соколовская Л.В.)………………………………….. 76

Тема 1.10. Исследование аэробного окисления глюкозы. Пентозофосфатный

путь преобразования глюкозы (Соколовская Л.В.)…………………………….. 82

Задания для самопроверки и самокоррекции содержательного модуля

«Обмен углеводов и его регуляция»………………………………………………… 88

Содержательный модуль 4 «Метаболизм липидов и его регуляция»………………...90

Тема 1.11. Структура и функции клеточных мембран (Богатырева Е.В.)………………... 91

Тема 1.12. Исследование особенностей переваривания липидов. Возможные

Нарушения переваривания липидов и транспорта в крови экзогенных

липидов (Скоробогатова З.М.)……………………………………………………. 100

Тема 1.13. Исследование обмена жирных кислот и кетоновых тел. Бета-окис ление

жирных кислот. Биосинтез и биотрансформация холестерина

(Скоробогатова З.М.)……………………. …. …………………………………. 107

Тема 1.14. Исследование биосинтеза жирных кислот, триацилглицеридов и фосфо-

глицеридов. Нарушения липидного обмена: ожирение, жировая

инфильтрация печени (Скоробогатова З.М.)……………………………………. 114

Задания для самопроверки и самокоррекции содержательного модуля «Обмен липидов и его регуляция»………………………………………………………….. …………………………… 117

Содержательный модуль 5 «Метаболизм аминокислот. Энзимопатии аминокислотного обмена»…………………………………………………………………. …………………………. 119

Тема 1.15. Исследование химического состава желудочного сока. Особенности

переваривания белков (Турсунова Ю.Д.)……………………………………… ……. 120

Тема 1.16. Исследование преобразований аминокислот ( дезаминирование, трансаминирование,

декарбоксилирование) (Турсунова Ю.Д.)……………… ……………………………129

Тема 1.17. Исследование процессов детоксикации аммиака и биосинтеза мочевины

(Турсунова Ю.Д.) …………………………………………………... …………………137

Тема 1.18. Специализированные пути обмена отдельных аминокислот. Биосинтез креатина.

Нарушения обмена аминокислот (Швец Т.А.)…………………… …………………145

Задания для самопроверки и самокоррекции содержательного модуля «Метаболизм аминокислот. Энзимопатии аминокислотного обмена»…………………. ……………. ………153

Перечень основных теоретических вопросов для итогового контроля модуля І

«Общие закономерности метаболизма. Метаболизм углеводов, липидов, белков и его регуляция»………………………….. ……………………………………………………………..155

 

 

 

 

ПРЕДИСЛОВИЕ

Стратегической целью развития отечественного высшего образования в настоящее время является повышение его конкурентоспособности по отношению к Европейской общеобразовательной системе. В 1999 году объединенная Европа пришла к Евроинтеграции в области высшего образования - Болонскому процессу. Основной его сущностью является создание до 2010 года единого Европейского научного и образовательного пространства, которое включает процессы структурного реформирования национальных систем высшего образования и изменения образовательных программ в высших учебных заведениях Европы.

Участие в Болонском процессе позволит молодым граждам Украины получить высшее образование на уровне европейских стандартов и предоставит возможность достойно проявить себя не только в научной деятельности, клинической практике, но и на рынке труда.

В подготовке будущего врача важное место должно уделяться, по мнению большинства клиницистов, биохимии. Современная биохимия не ограничивается простым перечнем ферментативних реакций, протекающих с многочисленными органическими соединениями, а рассматривает живой организм как систему взаимосвязанных химических процессов. На молекулярном уровне изучаются регуляция обмена веществ и нарушения, приводящие к различным заболеваниям. Новые открытия ряда важнейших закономерностей, с одной стороны, сделали биохимию более интересной для будущих клиницистов, а с другой - усложнили её восприятие. Более сложная учебная программа требует совершенствования качества аудиторной и внеаудиторной работы студентов, а также соответствующей оптимизации методов обучения.

В соответствии с Болонской системой большая часть учебного времени предоставляется для самостоятельной работы студентов.

Кафедра биохимии всегда уделяла большое внимание самостоятельной работе студентов. С этой целью на кафедре были подготовлены методические указания по всему курсу биохимии. Взяв за основу уже имеющуюся методическую литературу и, учитывая возросшие современные требования к качеству обучения студентов, коллектив кафедры подготовил расширенные методические указания по курсу биологической химии. Это методическое пособие может быть использовано на занятиях и для организации самостоятельной работы студентов во внеаудиторное время. Для того чтобы повысить интерес и мотивацию студентов к аудиторной и внеаудиторной работе, сотрудники кафедры стремились по возможности объединить фундаментальне знания по биохимии человека и их прикладное значение в клинической практике.

Методические указания написаны в соответствии с требованиями Болонской системы.

Изучаемый материал разделен на 3 модуля: модуль 1 «Общие закономерности метаболизма», модуль 2 « Метаболизм углеводов, липидов, белков и его регуляция» и модуль 3 «Молекулярная биология. Биохимия межклеточных коммуникаций. Биохимия тканей и физиологических функций». Практическое пособие состоит из 2-х частей. Первак часть включает два модуля, вторая - один.

Структура методических указаний унифицирована и включает следующие разделы:

1. Актуальность темы.В этой части методических указаний четко выделяется значимость изучаемых соединений для жизнедеятельности человека и особенности их метаболических преобразований. Кроме того, в этой части методических указаний устанавливается взаимосвязь темы занятия с дисциплинами последующих этапов обучения, подчеркивается возможность применения в клинической практике. Всё это обусловливает мотивационную характеристику темы.

2. Цели обучения.В качестве общих целей предлагается умение интерпретировать свойства, функции, особенности метаболизма различных соединений в норме и патологии для решения вопросов диагностики и лечения. Конкретные цели отражают действия, необходимые для достижения общей цели. Они располагаются в нужной для этого последовательности.

3. Проверка исходного уровня. Для проверки исходного уровня знаний подготовлены специальные задания, позволяющие студенту вспомнить материал по курсу биоорганической химии. Правильность решений проверяется с помощью подготовленных эталонов ответов.

Содержание обучения.

4.1.Внеаудиторная подготовка студентов. Этот раздел обеспечивает достижение целей обучения. Он содержит основные вопросы, позволяющие выполнить целевые виды деятельности. Материал для освоения этих вопросов содержится в приведенной обязательной и дополнительной литературе. Для самопроверки усвоения материала по изучаемой теме предлагается решить целевые обучающие задачи. Правильность решений можно проверить, сопоставив их с эталонами ответов.

Правильному восприятию изучаемого материала помогают специально разработанные графы логической структуры тем.

4.2. Самостоятельная работа студентов на практическом занятии. Разработаны инструкции к практическим занятиям, которые содержат алгоритм выполнения лабораторной работы, необходимые для расчетов формулы, систему координат для построения графиков. Студент должен выполнить исследования, получить результаты, проанализировать их и написать выводы. Подпись преподавателя завершает проделанную работу.

Время, отводимое на практическую работу, необходимые реактивы, посуда приведены в технологической карте занятия и инструкции к лабораторной работе.

Методические указания, подготовленные для семинарских и итоговых занятий, содержат больше целевых обучающих задач, тщательно подобранную основную и дополнительную литературу по изучаемой теме.

Коллектив кафедры биохимии надеется, что подготовленное методическое пособие будет способствовать восприятию наиболее сложных метаболических превращений в организме человека, особенностей их регуляции, а также облегчит понимание молекулярных основ наследственных болезней человека.

Подготовленные многочисленные ситуационные задачи, на наш взгляд, помогут будущим клиницистам в процессе обследования пациента ограничиваться небольшим, но достаточным перечнем лабораторных анализов. Мы уверены, что эффективный диагностический процесс невозможен без индивидуального подхода к лабораторному обследованию каждого пациента.

 

 

доктор биологических наук, профессор

Б.Г.Борзенко

 


ЧАСТЬ I

МОДУЛЬ 1 «ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕТАБОЛИЗМА. МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ, ЛИПИДОВ, БЕЛКОВ И ЕГО РЕГУЛЯЦИЯ»

ВВЕДЕНИЕ

Обмен веществ представляет собой сложную систему химических реакций, связанных

между собой через пластические компоненты, энергетическое обеспечение и общие

регуляторы. Целями этих реакций является извлечение энергии и синтез биологических

макромолекул, структура которых отвечает индивидуальной генетической программе

организма.

Биохимическая схема обмена веществ включает цепи, каскады и циклы химических

преобразований, составляющих в совокупности метаболические пути. Для того чтобы

эти метаболические пути функционировали согласованно и удовлетворяли потребностям

индивидуальных клеток, органов или организма в целом, они должны подвергаться

строгой регуляции.

Для регуляции метаболизма эволюционно сформировались различные механизмы,

которые влияют на инструменты метаболизма, то есть на каталитическую активность

ферментов.

Для нормального метаболизма характерны адаптационные изменения в период

голодания, при физической нагрузке, беременности и лактации. Нарушения

метаболизма возникают, например, при неполноценности питания, нехватке витаминов,

дефиците тех или иных ферментов или при дисбалансе гормонов. Поэтому знания общих

закономерностей обмена веществ в норме необходимо будущему врачу для понимания

причин многих заболеваний.

Не вызывает сомнения тот факт, что в основе возникновения и развития большинства

патологических процессов лежат биохимические изменения. Главным образом это

относится к изменению обмена веществ основных биологических макромалекул:

углеводов, липидов и белков.

Понимание процессов обмена веществ включает знание структуры, функций

макромолекул, а также особенностей их переваривания, всасывания, транспорта и

непосредственно тех химических преобразований, которые происходят с данными

веществами в живом организме.

При этом важно рассматривать каждый метаболический процесс не изолированно, как

искусственную схему, а учитывать особенности его протекания в различных тканях и

органах, возможности его регуляции и, безусловно, его взаимосвязь с другими

метаболическими путями.

 

Целью изучения модуля «Общие закономерности метаболизма. Метаболизм углеводов, липидов, белков и его регуляция»является: уметь интерпретировать общие закономерности обмена веществ, а также особенности метаболизма углеводов, липидов и белков в норме и при патологии для последующего использования этих данных в клинике внутренних болезней.

 

Модуль «Общин закономерности метаболизма. Метаболизм углеводов, липидов, белков и его регуляция» включает следующие содержательные модули:

1. Роль ферментов и витаминов в обмене веществ

2. Обмен веществ и энергии

3. Метаболизм углеводов и его регуляция

4. Метаболизм липидов и его регуляция

5. Метаболизм белков и его регуляция. Энзимопатии аминокислотного обмена

 

Литература

Основная

1. Губський Ю.І. Біологічна хімія: Підручник. – Київ – Вінниця: НОВА КНИГА, 2007. –

656 с.

2. Губський Ю.І. Біологічна хімія: Підручник. – Київ – Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 411 с.

3. Практикум з біологічної хімії/ За ред. Склярова О.Я. – Київ: Здоров’я, 2002. – 298 с.

4. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – Москва: Медицина, 1990. –518 с.

5. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – Москва: Медицина, 1998. – 468 с.

6. Николаев А.Я. Биологическая химия. – Москва: ООО «Медицинское информационное агентство», 1998. – 339 с.

7. Лекции по биохимии

8. Графы логической структуры

Дополнительная

1. Мак-Мюррей У. Обмен веществ у человека. – Москва: Мир, 1980. – 368с.

2. Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э., Хилл Р., Леман И. Основы биохимии: в 3-х томах. - Москва: Мир, 1981. – 1977 с.

3. Гринстейн Б., Гринстейн А. Наглядная биохимия. – Москва: ГЭОТАР МЕДИЦИНА,

2000. –119 с.

4. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами/ Под ред.. Северина Е.С., Николаева А.Я. – Москва:

ГЭОТАР МЕД, 2001. – 448 с.

 

 

ТЕМА ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОГО ИЗУЧЕНИЯ