Раздел 2. Строение, классификация и роль витаминов
Задача № 1.
Витамины А и D можно применять сразу за один прием в таком количестве, которого достаточно для поддержания их нормального уровня в течение нескольких недель; витамины же группы В необходимо применять значительно чаще. Объясните почему существует различие в необходимой частоте приема витаминов?
Задача № 2.
В тропических странах ксерофтальмия представляет серьезную проблему у детей в возрасте от 18 до 36 месяцев. Однако у взрослых, добровольно находившихся на диете без витамина А, отмечалось лишь ослабление зрения в условиях пониженной освещенности. Объясните, чем обусловлены различия в проявлении недостаточности витамина А у взрослых и детей.
Задача № 3.
Потребность в витамине А снижается при достаточном обеспечении организма витамином Е. Объясните почему такое происходит.
Задача № 4.
На приеме у педиатра женщина жалуется на задержку прорезывания зубов у ребенка, облысение головы в месте контакта с подушкой, ребенок плохо спит, раздражителен, беспокоен, плохо садится. Объясните ситуацию. Предложите способ подтверждения вашего предположения. Назначьте этиотропное лечение.
Задача № 5.
У недоношенного новорожденного наблюдаются обильные подкожные кровоизлияния, геморрагический диатез, кровь в кале, носовое кровотечение. Предположите нехватка какого витамина наблюдается? Назовите причины гиповитаминоза?
Задача № 6.
У ребенка (2 года) после перенесенного заболевания печени развилось искривление ног, появились большой живот и рахитические четки на ребрах. Родители заботятся о правильном питании ребенка, добавляют в пищу эргокальциферол. Объясните почему развивается рахитоподобное состояние? Сделайте рекомендации по лечению.
Задача № 7.
В пробирку со свежей кровью внесли раствор витамина К. Изменится ли скорость свертывания крови? Почему?
Задача № 8.
У больных с поврежденными почками, несмотря на нормально сбалан-сированную диету, часто развивается почечная остеодистрофия — рахитоподобное заболевание, сопровождающееся интенсивной деминерализацией костей. Объясните почему повреждение почек приводит к деминерализации.
Задача № 9.
Если коров или лошадей кормить неправильно приготовленным клевером, то у них развивается заболевание, сопровождающееся сильными внутренними кровотечениями. Причиной этого служит вещество, образующееся в результате действия микроорганизмов на кумарин – обычный компонент клевера. Назовите лекарственное вещество. Объясните принцип действия этого вещества. Предположите состояния, когда использование производных кумарина целесообразно.
Задача № 10.
У больного имеется хронический холецистит (воспаление желчного пузыря) и холелитиаз (камни в желчном пузыре). Недостаточности каких витаминов следует ожидать? Укажите причину развития гиповитаминозов. Перечислите клинические симптомы этих гиповитаминозов.
Задача № 11.
Во время приема больной у гинеколога с жалобами на обильные менструальные кровотечения выяснено, что у нее также имеются частые носовые кровотечения, легко образуются подкожные гематомы. Предположите причину данных нарушений. Предложите способы их устранения.
Задача № 12.
Известно, что быстро делящиеся клетки (сперматогенный эпителий, гепатоциты, эпителий нефронов, зародышевые ткани) испытывают высокую потребность в энергии и в кислороде. Однако увеличение доставки кислорода в клетку чревато активизацией свободнорадикального окисления, оставляя его мембраны и вызывающего гибель клеток. Укажите витамины которые могут защитить клетки от свободных кислородных радикалов.
Задача № 13.
У больного вследствие хронической патологии печени и кишечника нарушено всасывание липидов. Назовите возникающие при этом гиповитаминозы. Отметьте клинические симптомы этих гиповитаминозов.
Задача № 14.
Больному предстоит серьезная операция брюшной полости. Рекомендуйте витамины которые следует назначить до операции. Объясните свои рекомендации.
Задача № 15.
У крыс-самцов гиповитаминоз Е вызывает азооспермию, атрофию тестикул и стерильность, у самок сохраняется способность беременеть, но зародыш быстро погибает. Хотя для человека окончательно не показано влияние токоферола на репродуктивную сферу, тем не менее, при раннем токсикозе беременных и у пациенток, склонных к спонтанным абортам рекомендовано его применение. Поясните, на каком свойстве витамина Е основаны эти рекомендации.
Задача № 16.
У недоношенных и новорожденных с мальабсорбцией может развиваться острая гемолитическая анемия, купируемая витамином Е. Поясните, на чем основано использование витамина в такой ситуации?
Задача № 17.
Основатели микробиологии, в частности Р.Кох, отмечали, что рахит и туберкулез идут «рука об руку» и взаимно отягощают друг друга. Сейчас установлено, что микобактерии туберкулеза устойчивы к бактерицидному действию макрофагальных кислородных радикалов. Однако макрофаги, стимулированные кальцитриолом, выделяют азотсодержащие радикалы, губительные для микобактерий, что обеспечивает завершение фагоцитоза и ограничивает персистирование возбудителей в фагоцитах. В России проблема заболеваемости туберкулезом стоит очень остро. В связи с изложенным порекомендуйте продукты питания для больных с ослабленной иммунной системой.
Задача № 18.
К терапевту обратилась женщина с жалобами на боли в костях, «ползание мурашек» по телу, покалывания в разных частях тела. В анамнезе имеется хронический гастрит. Врач направил женщину к невропатологу. Оцените решение врача. Назовите истинную причину данных нарушений. Назначьте дополнительные исследования для подтверждения вашей версии.
Задача № 19.
Суточная потребность взрослого человека в никотиновой кислоте составляет 15-25 мг, однако в пище ее содержится около 7-8 мг. Покажите каким образом поступает оставшаяся часть никотиновой кислоты.
Задача № 20.
В конце 19-го и в начале 20-го столетия пеллагра была распространенным заболеванием, особенно в южных областях США и Европы, где люди употребляли в пищу мало мяса, а питались в основном кукурузой. Объясните, почему такое питание приводило к пеллагре?
Источник
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ ПО БИОХИМИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ ЛЕЧЕБНОГО ФАКУЛЬТЕТА
У лиц, длительное время употребляющих этанол, развивается цирроз печени и появляются отеки.
- Какова причина развития отеков?
- Какие функции выполняют альбумины?
- Что такое домены и какова их роль в формировании белков?
- Какие методы используются для определения альбуминов?
- Как меняется соотношение белковых фракций крови при разных заболеваниях?
- При циррозе печени нарушается ее блокинезирующая функция, вследствие чего в крови снижается содержание альбуминов. Вода, которая в норме связывается с альбуминами, задерживается в тканях, что приводит к развитию отеков.
- Альбумины: 1)регулируют онкотическое давление в крови и осмотическое давление в тканях
2) осуществляют транспортную функцию, перенося в крови свободные жирные кислоты, билирубин, Са 2+ , лекарственные вещества
3) связывают ионы металлов с переменной валентоностью (Zn, Cu, Fe), препятствуя тем самым образованию активных форм О2.
3. Доменами называются структурно и функционально обособленные участки белковой молекулы. Многие белки имеют домены, для выполнения определенных функций (альбумины, фибронектин, ламинин и др.)
4. Широко используются колориметрический метод с биуретовым реактивом.
5. При остром воспалении g-глобулины повышаются, а при иммунодефиците – снижаются. Альбумины понижаются при циррозе печени, гломерулонефритах, голодании. b- и a-глобулины увеличиваются при атеросклерозе, ишемической болезни сердца и других видах патологии.
Кофеин повышает секрецию соляной кислоты обкладочными клетками слизистой оболочки желудка.
- Какова биологическая роль HCl?
- Откуда поступают ионы для образования HCl в обкладочных клетках желудка?
- Каким образом происходит регуляция синтеза HCl?
- Какой механизм обеспечивает передачу сигнала, активирующего синтез HCl?
- Какой фермен инактивирует вторичный посредник?
- HCl выполняет в организме следующие функции: 1) осуществляет превращение пепсиногена в активный пепсин; 2) создает рН опт. 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
- Ионы хлора поступают из плазмы крови в обмен на бикарбонат, а протоны образуются в результате карбоангидразной реакции при диссоциации угольной кислоты.
- Синтез HCl в желудке активируется гистамином по аденилатциклазному механизму
- Активация карбоангидразы осуществляется путем фосфорилирования карбоангидразы под действием активированной цАМФ протеинкиназы
- Фосфодиэстераза
У больного врожденная гемолитическая анемия, обусловленная высоким содержанием активных форм кислорода.
- Какие активные формы кислорода вы знаете?
- Какой процесс в биомембранах активируется активными формами кислорода?
- Приведите реакцию, которую катализирует супероксиддисмутаза?
- Приведите реакцию, которую катализирует глутатионпероксидаза?
- Какой процесс поставляет НАДФН для восстановления глутатиона?
- В результате одноэлектронного восстановления кислорода образуются высокореакционные свободные радикалы: — супероксидный анион радикал, — гидроксильный радикал
- Активные формы кислорода инициируют в мембранах процессы ПОЛ
- О2 — + О2 — + 2Н + ® Н2О2 + О2
- Н2О2 + 2GSH ® 2Н2О + GSSG
- Пентозофосфатный путь окисления глюкозы
У новорожденных детей в области шеи и верхней части спины имеется особая жировая ткань (бурый жир), содержащая большое количество митохондрий. Коэффициент Р/О ‹ 1.
- Назовите комплексы цепи переноса электронов в митохондриях.
- Что такое трансмембранный электрохимический потенциал?
- Какой процесс называется окислительным фосфорилированием?
- Что такое коэффициент Р/О, его максимальное значение?
- Какой разобщитель присутствует в митохондриях бурой жировой ткани?
- В дыхательной цепи присутствуют 4 комплекса цепи переноса электронов:
1 – НАДН – убихинонредуктаза
3 – убихинон-цитохром С редуктаза
- 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
- Окислительным фосфорилированием называется процесс образования АТФ при участии F, F1 – АТФ-синтазы, сопряженный с окислительно-восстановительнымит реакциями цепи переноса электронов
- Р/О £ 3. Это коэффициент сопряжения, показывающий количество синтезированного АТФ отнесенное к количеству потребленного кислорода
- В митохондриях бурой жировой ткани локализуется белок-разобщитель термогенин
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.
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.
СН3 СО2 АТФ АДФ + Фн СН2–СОО —
ç ç
С=О С=О
ç пируваткарбоксилаза ç
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.
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.
R HSKoA АТФ АДФ + Фн R
ç ç
С=О С=О
ç ацилКоА-синтетаза ç
ОH SKoA ацил ацилКоА
У ребенка младшего возратса с нормальным развитием появилась стойкая диарея, рвота, боли в животе после приема пищи. Исключение из рациона молока не дало положительного результата. После нагрузки сахарозой уровень глюкозы в крови повышался незначительно.
- В чем причина наблюдаемых симптомов?
- К какой группе углеводов относится сахароза? Состав сахарозы; укажите тип связи.
- Напишите уравнение реакции, катализируемой дефектным ферментом.
- Опишите механизм всасывания углеводов в кишечнике.
- Изменится ли клиническая картина, если вместо сахарозной нагрузки использовать нагрузку глюкозой или фруктозой?
1. Наследственная недостаточность сахаразо-изомальтазного комплекса.
2. Дисахарид, состоящий из a-D-глюкозы и b-D-фруктозы; a(1®2) гликозидная связь.
3. сахароза + Н2О ® фруктоза + глюкоза
4. Глюкоза всасывается путем вторично активного транспорта вместе с ионами Na + с участием белка-переносчика против градиента концентрации. Фруктоза всасывается с помощью белка-переносчика, т.е. облегченной диффузией.
5. Больные дети с наследственной недостаточностью сахаразо-изомальтазного комплекса хорошо переносят глюкозу и фруктозу; при этом не наблюдается расстройство кишечника.
В клинической практике барбитураты применяют в качестве снотворных средств.
- Объясните биохимический механизм действия барбитуратов
- Как связаны барбитураты с ЦТЭ
- Какие еще вещества действуют на ЦТЭ подобным образом?
- Опишите мишень воздействия барбитуратов в ЦПЭ.
- Как связать процесс, который блокируют барбитураты, с ЦТК?
- Барбитураты – ингибиторы ЦТЭ
- Барбитураты являются ингибиторами ЦТЭ, 1 комплекса
- Большие дозы прогестерона, ротенон ингибируют 1 комплекс, малонат — 2 комплекс, цианиды — 4 комплекс, олигомицин — 5 комплекс.
- 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 +
- ЦТК поставляет в ЦТЭ восстановленные эквиваленты, НАДН+Н + и ФАД×Н2.
При отсутствии в диете свежих овощей и фруктов у пациента наблюдаются повышенная утомляемость, подверженность инфекционным заболеваниям, кровоточивость десен.
- Назовите заболевание, для которого характерны данные признаки
- Назовите витамин, с недостаточностью связано данное заболевание
- Какова биологическая роль данного витамина?
- Почему при данном авитаминозе проявляются перечисленные симптомы?
- Приведите примеры реакций, где участвует данный витамин
- Заболевание цинга
- Гиповитаминоз витамина С (аскорбиновой кислоты)
- 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
- 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.
2оксоглу О2 глу СО2
коллаген Fe 2+ коллаген
незрелый пролилгидроксилаза зрелый
про (аскорбат) о – про
Пациент жалуется на понижение температуры тела, увеличение массы тела, вялость, сонливость. В плазме крови снижено количество Т4 и Т3.
- Назовите патологию, для которой характерны данные признаки
- Как изменяются биохимические показатели крови и мочи при данной патологии?
- Каков биологический эффект Т4 и Т3?
- Объясните механизм действия Т4 и Т3
- Объясните, в чем разница в недостаточности Т4 и Т3 в детском и взрослом возрасте
- Микседема (слизистый отек)
- В крови снижается количество гормона тироксина Т4 и Т3, снижается потребление кислорода, тормозится работа ЦТЭ, снижается количество АТФ
- 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
- Гормоны Т4 и Т3 связываются с внутриклеточным рецептором, образуя гормон-рецеторный комплекс, затем деспирализующих ДНК, и влияниют на процессы транскрипции и трансляции определенных генов.
- 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
У пациента отсутствуют пигменты в коже, волосах, радужке глаза, снижена острота зрения и наблюдается светобоязнь.
1. Назовите причину данной патологии
2. Приведите схемы реакций, связанных с данной патологией.
3. Объясните разницу в распределении пигментов в коже, волосах, радужке глаза
4. В каких тканях их фенилаланина и тирозина образуются биологически активные вещества?
5. Напишите формулы фенилаланина и тирозина
- У пациента нарушен синтез меланинов (пигментов), в связи с наследственной недостаточностью фермента тирозиназы
| |
Фенилаланин тирозин
О2 Н2О ТГБП ДГБП
ДОФА дофахром меланины
тирозиназа (Cu 2+ )
- Бывают эумеланины (черный и коричневый цвет). Данный процесс идет в радужке глаза. Цвет кожи зависит от распределения меланоцитов и их количества. В составе волос находится феомеланины (желтые или красновато-коричневые).
- В нервной ткани и мозговом слое надпочечников.
5. + H3N – CH – COO — + H3N – CH – COO —
| |
| |
При медицинском обследовании водителя было выявлено, что он плохо видит в темноте.
- С недостатком какого витамина это связано?
- Какова биологическая роль этого витамина?
- Дайте подробную схему участия данного витамина в фоторецепции
- Какие еще нарушения, кроме зрения, возникают при недостатке данного витамина?
- Какова роль данного витамина в процессе минерализации?
Источник