Билет 1. 1.Француз Тулуз Лотрек проглл чуть больше 20 лет. Он был гениальным художником, но его внешность была ужасна. Он был карликом, с коротким туловищем, деформированными конечностями, большим животом, грубой кожей. Ко всему прочему он плохо слышал и плрхо видел из-за помутнения роговицы. Поставьте диагноз. Какие биохимические нарушения лежат в основе этого заболевания? Ответ: Это мукополисахаридоз - наследственное тяжелое заболевание, проявляющееся значительными нарушениями в умственном развитии детей, поражениями сосудов, помутнением роговицы, деформациями скелета, уменьшением продолжительности жизни. В основе мукополисахаридозов лежат наследственные дефекты каких либо гидролаз, участвующих в катаболизме гликозаминогликанов^Эти заболевания характеризуются накоплением гликозаминогликанов в тканях, приводящим к деформации скелета и увеличению органов, содержащих большие количества внеклеточного матрикса. В лизосомах пргй'этом: - накапливаются не полностью разрушенные гликозаминогликаны, а с мочой выделяются их олигосахаридные фрагменты.(Т5вестно несколько типов мукополисахаридозов, вызванных дефектами разных ферментов гидролиза гликозаминогликанов. Так как только один мукополисахаридоз не сопровождается отставанием в умственном развитии, и больные могут даже проявлять выдающиеся способности, а Тулуз Лотрек был именно таким, можно предположить, что у художника была болезнь Моркио. При этом заболевании дефектным ферментом является хондроитин-К-ацетил-галактозин-6-сульфатсульфатаза, а продуктами накопления кератансульфат и хондроитин-6-сульфат3. Билет 2. Пожилая женщина была доставлена в больницу после того, как она упала дома и сломала бедро. Она жила затворницей и выходила из дома только в тех случаях, когда некому было сделать для нее необходимые покупки. Помимо перелома бедра при рентгенографическом исследовании были обнаружены типичные признаки остеомаляции. Лабораторные данные: Сыворотка: кальций 1,75ммоль/лфосфат 0,7ммоль/л , щелочная фосфатаза 440МЕ/Л альбумины ЗОг/л В чем причина остеомаляции у пожилой женщины? Что подтверждает диагноз? Ответ: Низкая концентрация кальция в сыворотке (даже учитывая низкое содержание альбумина), несколько сниженное содержание фосфата (показатель вторичного гиперпаратиреоза) и увеличенная активность щелочной фосфатазы (отражение повышения активности остеокластов) типичные для остеомаляции. Остеомаляция чаще наблюдается у лиц старшего возраста и в патогенезе ее могут играть роль и недостаточное питание (подтверждением этого является низкое содержание альбумина), и снижение эндогенного синтеза витамина Д (из-за отсутствия действия солнечного света). Концентрация 25- гидроксихолекальциферола в плазме обычно низкая. Типичная рентгенологическая картина наблюдается не всегда; методом окончательного подтверждения диагноза является гистологическое исследование биоптата кости, но биопсия представляет собой специальную инвазивную процедуру, и на практике диагноз обычно подтверждается ответом на пробную терапию витамином Д. гепатоспленомегалией, абдоминальной коликой, ксантоматозом и иногда ИБС. Больные имеют повышенный риск развития панкреатита Билет 3. У 54-летней женщины при скрйнингивом исследовании была обнаружена гиперхолестеринемия, при этом никаких жалоб на самочувствие не было. Тем не менее,она перешла на' диету с ограничением жиров. Через 18 месяцев она похудела на Зкг, при исследовании липидного спектра, получены следующие результаты: Лабораторный анализ: сыворотка прозрачная. Хс общий - 7,9 мМ/л (3,5-6,5) ТГ . , - 0,9 мМ/л (0,-2,5) Хс ЛПВП ;- 3,56 мМ/л (>0,9) Хс ЛПНП - 3,9 мМ/л (2,0-5,0) Нуждалась ли эта женщина в лечении?Обсуждение: В данном случае Хс ЛПНП был в пределах нормы, а общий Хс повышен за счет фракции ЛПВП. Высокий уровень ЛПВП является фактором, защищающим от развития ИБС. Этот пример свидетельствует насколько важно измерять спектр ЛП, а не ограничиваться исследованием только общего Хс. Пациентке не требовалось никакого лечения и ограниченияприема жиров. Это семейная гипер(Х-ЛП. ' L1'. ' ' ' . Билет 7. Некоторые лекарства, например барбитураты, НПВП, эстрогены, являются индукторами синтеза аминолевулинатсинтазы и аминолевулинатдегидратазы. Почему прием этих препаратов у некоторых больных может вызвать нервно-психические расстройства и повышение чувствительности кожи к УФО? Для ответа на вопрос:-напишите схему метаболического пути, в котором участвуют вышеуказанные ферменты; -назовите промежуточные продукты этого метаболического пути -укажите заболевания, обусловленные накоплением в тканях этих промежуточных метаболитов. Ответ. 1 -Аминолевулинатсинтаза и аминолевулинатдегидратаза принимают участие в биосинтезе гема Аминолевулинатсинтаза является пиридоксальзависимым ферментом. Аллостерическим ингибитором активности является гем. Аминолевулинатдегидратаза катализирует реакцию конденсации двух молекул аминолевулиновой кислоты с образованием двух молекул воды и одной молекулы порфобилиногена. Аминолевулинатдегидратаза также ингибируется гемом, но так как активность этого фермента в 80 раз выше,чем АЛК-синтазы, то это не имеет большого физиологического значения. -Промежуточные продукты- см. схему ниже. -Наследственные и приобретенные нарушения синтеза тема, сопровождающиеся повышением содержания порфобилиногенов, а также продуктов их окисления в тканях и крови и появлением их в моче, называют Порфириями. ("порфирин"- с греческого означает пурпурный). В зависимости от основной локализации патологического процесса различают печеночные формы и эритропоэтические наследственные Порфирии. Эритропоэтические- сопровождаются накоплением порфиринов в нормобластах и эритроцитах, а печеночные - в гепатоцитах. Аминолевулинат и порфириногены являются нейротоксинами. Прием лекарств, являющихся индукторами синтеза АЛК-синтазы, может вызвать обострение. ( Сульфаниламидные препараты, барбитураты, HIIBC, стероиды, гестагены.), т.к. в их метаболизме должны принимать участие гемсодержащие белки, снижается внутриклеточное содержание гема, что приводит к дерепрессии синтеза АЛКсинтазы. Повышение активности АЛК-синтазы приводит к значительному накоплению АПК ипорфобилиногенаСхема. Последовательные стадии биосинтеза гема, с указанием предшественников, экскретаруемых с мочой, при различных формах Порфирии. Фигурные скобки объединяют соединения, которые экскретируются с мочой в избыточном количестве при обострении указанных форм Порфирии. Билет 11. 1. Мужчина 55 лет, страдающий ожирением, проснулся ночью (после того как провел вечер за деловым ужином) от непереносимых болей в первом плюсне-фаланговом суставе левой ноги. Встать на ногу он не мог. Пораженный сустав был горячим, отечным, покрасневшим и резко болезненным. Пациенту провели лечение индометацином, и симптомы были быстро купированы. За год до этого эпизода у пациента был приступ почечной колики, но тогда он заявил, что слишком занят, чтобы тратить время на обследование по этому поводу. Из лабораторных данных: Ураты в сыворотке 0,78 ммоль/л. Задание: 1. Поставить диагноз. 2. 3. Объяснить причину наблюдаемых симптомов. 4. Назначить патогенетическое лечение. Ответ. 1. Это классический случай подагры. В данном случае присутствовали все признаки воспаления, и лабораторно была подтверждена гиперурикемия. Почечная колика могла быть обусловлена почечным уратным камнем. Подагра чаще встречается у мужчин, чем у женщин, страдающих ожирением, более распространена при гипертриглицеридемии, гипертензии, переедании и злоупотреблении алкоголем. 2. У человека мочевая кислота является конечным продуктом обмена пуриновых нуклеотидов и выводится из организма с мочой. Полиморфизм ферментов, участвующих в синтезе пуриновых нуклеотидов de novo (фосфорибозилпирофосфатсинтетаза - ФРПФсинтетаза), сопровождается образованием белков с низкой ферментативной активностью или нечувствительных к действию аллостерических эффекторов. При этом нарушается регуляция синтеза пуриновых нуклеотидов по механизму отрицательной обратной связи. Избыточно синтезирующиеся нуклеотиды подвергаются катаболизму, и образование мочевой кислоты повышается. Тот же результат получается при снижении активности путей реутилизации пуринов (фермент гипоксантин-гуанин-фосфорибозиптрансфераза). Аденин, гуанин и гипоксантин не используются повторно, а превращаются в мочевую кислоту, возникает гиперурикемия. Следствием гиперурикемии (состояния организма, при котором содержание мочевой кислоты в сыворотке крови превышает уровень растворимости) является кристаллизация уратов в мягких тканях и связках. Кристаллы урата натрия, формирующиеся в суставах, захватываются нейтрофилами, но повреждают мембраны их лизосом, вызывая разрушение клеток. Образование свободных супероксидных радикалов и высвобождение лизосомальных ферментов в полость сустава вызывают острую воспалительную реакцию. Выброс интерлейкина-1 из моноцитов и тканевых макрофагов обеспечивает дополнительный воспалительный стимул. Отложение уратов в ткани почек приводит к развитию почечной недостаточности - частому осложнению подагры. Ураты могут откладываться и в почечных лоханках, образуя почечные камни (примерно у половины больных подагрой). 3. Требуется назначить больному аллопуринол. Аллопуринол - это структурный аналог гипоксантина. Ксантиноксидаза окисляет аллопуринол в оксипуринол (аналог ксантина), но этот продукт реакции остается прочно связан с активным центром фермента: таким образом, фермент оказывается инактивированным (суицидный катализ): При этом конечным продуктом катаболизма пуринов становится гипоксантин, растворимость которого в моче и в других жидкостях организма примерно в 10 раз больше, чем растворимость мочевой кислоты, и поэтому гипоксантин легче выводится из организма. Билет 12. Описано наследственное заболевание, при котором в детском возрасте для больных характерно отставание в развитии, мегалобластическая анемия и оранжевая кристаллоурия (оротацидурия). Заболевание легко поддается лечению уридином. При отсутствии лечения пиримидиновыми нуклеозидами пациенты подвержены инфекциям. Что это за заболевание, какие биохимические дефекты лежат в его основе? Ответ.Это заболевание - первичная наследственная оротовая ацидурия. Заболевание связано с утратой во всех тестированных типах клеток функции фермента, катализирующего две последние реакции синтеза УМФ образование и декарбоксилирование оротидиловой кислоты. В результате возникает недостаточность пиримидиновых нуклеотидов, необходимых для синтеза нуклеиновых кислот, а оротовая кислота, наоборот, накапливается. Накоплению оротовой кислоты способствует также и отсутствие в этих условиях регулирующего действия УТФ (аллостерического ингибитора фермента, способствующего образованию оротовой кислоты), поскольку концентрация в клетках УТФ, как и других пиримидиновых нуклеотидов, постоянно низка. Вследствие этого синтез оротовой кислоты происходит с большей скоростью, чем в нормё. При отсутствии лечения наследственная оротацидурия приводит к развитию необратимого резкого отставания умственного и физического развития; обычно больные погибают в первые годы жизни. Оротовая кислота не токсична, нарушения развития являются следствием "пиримидинового голода". Поэтому для лечения этой болезни применяют уридин (нуклеозид) в дозах 0,5-1,0 г в сутки. Это обеспечивает образование УМФ и других пиримидиновых нуклеотидов в обход нарушенных реакций: Уридин + АТФ УМФ + АДФ Такое лечение устраняет "пиримидиновый голод" и, кроме того, снижает выделение оротовой кислоты, поскольку включается механизм ингибирования первой реакции метаболического пути. Лечение должно продолжаться без перерыва на протяжении всей жизни, уридин для таких больных является незаменимым пищевым фактором наряду с витаминами и незаменимыми аминокислотами. Причиной оротацидурии может быть также введение аллопуринола при лечении подагры. Аллопуринол в организме частично превращается в аналог природного мононуклеотида (оксипуринолмононуклеотид), который является сильным ингибитором реакции декарбоксилирования оротидиловой кислоты, вследствие чего и вызывает накопление оротовой кислоты в тканях. Билет 13. Известна тяжелая форма гиперурикемии, которая наследуется как рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой (проявляется у мальчиков). У таки* детей кроме симптомов, характерных для подагры, наблюдаются церебральные параличи, нарушения интеллекта, попытки наносить себе раны (укусы губ, пальцев). Что это за заболевание? Какие биохимические нарушения лежат в его основе? Ответ. Речь идет о синдроме Леша-Найхана. Эта болезнь связана с дефектом гипоксантин : - гуанин - фосфорибозилтрансферазы, катализирующий превращение гипоксантина и гуанина в ИМФ и ГМФ соответственно (путь реутилизации); активность этого фермента у больных в тысячи раз ниже, чем в норме или вообще не активен. Вследствие этого гипоксантин и гуанин не используются повторно для синтеза нуклеотидов, а целиком превращаются в мочевую кислоту, что ведет к гиперурикемии. Что вызывает неврологическую симптоматику, пока неизвестно. Билет 14. Редкое заболевание - синдром преждевременного старения связано с генетическим дефектом репарационной системы ДНК. Перечислите возможные повреждения ДНК и приведите примеры репарации ДНК. Ответ. Агенты, вызывающие повреждения ДНК, разнообразны: внешние облучения (ультрафиолетовое, инфракрасное, радиоактивное и пр.), самопроизвольные локальные изменения температуры, свободные радикалы, химические мутагены и т.д. Повреждения ДНК разделяются на: 1) повреждения оснований и 2) повреждения цепей. Повреждения оснований: 1) Гидролитическое выщепление оснований происходит спонтанно или под влиянием вышеперечисленных факторов. Пентозофосфатный остов цепи при этом сохраняется. 2) Гидролитическое дезаминирование оснований: цитозин превращается в урацил; 5метилцитозин - в тимин; аденин - в гипоксантин. 3) Образование димеров тимина (инициируется ультрафиолетовым облучением) Повреждения цепей ДНК: 1) Одноцепочечные разрывы 2) Поперечные сшивки Пример репарации тиминового димера. осуществляется ДНК-полимеразой- р, последняя межнуклеотидная связь образуется ДНКлигазой. Билет 15. В стационар поступил ребенок 6 месяцев с жалобами на рвоту, боли в животе,'диарею, судороги. Ребенок до этого времени находился на грудном вскармливании. После введенйя прикорма (яблочный сок) через 30 минут началась рвота, ребенок забеспокоился, заплакал, появился понос и судороги. Из лабораторных данных выявлены: гипогликемия, гипофосфатемия, фруктоземия. Поставьте диагноз. Какие биохимические изменения лежат в основе наблюдаемых симптомов? Каков прогноз? Ответ: У ребенка наследственная непереносимость фруктозы, возникающая при генетически обусловленном дефекте фруктозо-1-фосфатальдолазы. Она не проявляется пока ребенок питается грудным молоком. Симптомы возникают, когда в рацион добавляют фрукты, соки, сахарозу. Дефект альдолазы фруктозо-1-фосфата сопровождается накоплением фруктозо-1 фосфата, который ингибирует активность фосфоглюкомутазы, превращающей глюкозо-1фосфат в глюкозо-6-фосфат и обеспечивающей включение продукта гликогенфосфорилазной реакции в метаболизм. Поэтому происходит торможение распада гликогена на стадии образования глюкозо-1-фосфата, в результате чего развивается гипогликемия. Как следствие ускоряется мобилизация липидов и окисление жирных кислот. Следствием ускорения окисления жирных кислот и синтеза кетоновых тел, замещающих энергетическую функцию глюкозы, может быть метаболический ацидоз, т.к. кетоновые тела являются кислотами и при высоких концентрациях снижают рН крови. Результатом торможения гликогенолиза и гликолиза является снижение синтеза АТФ. Кроме того накопление фосфорилированной глюкозы ведет к нарушению обмена неорганического фосфата и гипофосфатемии. Для пополнения внутриклеточного фосфата ускоряется распад адениновых нуклеотидов. Продукты их распада: гипоксантин, ксантин и мочевая кислота. Повышение количества мочевой кислоты и снижение экскреции уратов в условиях метаболического ацидоза проявляются в виде геперурикемии. Следствием гиперурикемии может быть подагра даже в молодом возрасте. Прогноз у таких детей, если они будут продолжать принимать продукты, содержащие фруктозу, неблагоприятный. У них развиваются хронические нарушения функции печени и почек. Билет 1. Девочка родилась на 38 неделе беременности; у матери первые роды, беременность первая. Роды спонтанные, через естественные родовые пути. После рождения ребенок выглядел нормально, но не сразу взял грудь, после кормления часто возникала рвота. На третий день после рождения у девочки была замечена желтуха. При осмотре обнаружены увеличение печени и двусторонние катаракты. Из лабораторных данных: в крови и моче повышена концентрация галактозы, в эритроцитах - низкая активность галактозо-1фосфатуридилтрансферазы. Поставьте диагноз. Какие биохимические нарушения лежат в основе этого заболевания? Прогноз и лечение. Ответ: Это галактоземия вызванная недостаточностью галактозо-1фосфатуридилтрансферазы (ГАЛТ). Заболевание проявляется очень рано, вскоре после рождения, как только ребенок начинает получать молоко. В крови, моче и тканях повышается концентрация галактозы и галактозо-1-фосфата. В тканях глаза (в хрусталике) галактоза восстанавливается альдоредуктазой с образованием галактитола (дульцита). Галактитол накапливается в стекловидном теле и связывает большое количество воды. Вследствие этого нарушается баланс электролитов, а чрезмерная гидратация хрусталика приводит к развитию катаракты в печени накапливается галактозо-1-фосфат в результате развивается гепатомегалия, жировая дистрофия. В почках также повышена концентрация галактитола и галактозо-1-фосфата, что влияет на их осуществляется ДНК-полимеразой- р, последняя межнуклеотидная связь образуется ДНКлигазой. Билет В стационар поступил ребенок 6 месяцев с жалобами на рвоту, боли в животе,'диарею, судороги. Ребенок до этого времени находился на грудном вскармливании. После введенйя прикорма (яблочный сок) через 30 минут началась рвота, ребенок забеспокоился, заплакал, появился понос и судороги. Из лабораторных данных выявлены: гипогликемия, гипофосфатемия, фруктоземия. Поставьте диагноз. Какие биохимические изменения лежат в основе наблюдаемых симптомов? Каков прогноз? Ответ: У ребенка наследственная непереносимость фруктозы, возникающая при генетически обусловленном дефекте фруктозо-1-фосфатальдолазы. Она не проявляется пока ребенок питается грудным молоком. Симптомы возникают, когда в рацион добавляют фрукты, соки, сахарозу. Дефект альдолазы фруктозо-1-фосфата сопровождается накоплением фруктозо-1 фосфата, который ингибирует активность фосфоглюкомутазы, превращающей глюкозо-1фосфат в глюкозо-6-фосфат и обеспечивающей включение продукта гликогенфосфорилазной реакции в метаболизм. Поэтому происходит торможение распада гликогена на стадии образования глюкозо-1-фосфата, в результате чего развивается гипогликемия. Как следствие ускоряется мобилизация липидов и окисление жирных кислот. Следствием ускорения окисления жирных кислот и синтеза кетоновых тел, замещающих энергетическую функцию глюкозы, может быть метаболический ацидоз, т.к. кетоновые тела являются кислотами и при высоких концентрациях снижают рН крови. Результатом торможения гликогенолиза и гликолиза является снижение синтеза АТФ. Кроме того накопление фосфорилированной глюкозы ведет к нарушению обмена неорганического фосфата и гипофосфатемии. Для пополнения внутриклеточного фосфата ускоряется распад адениновых нуклеотидов. Продукты их распада: гипоксантин, ксантин и мочевая кислота. Повышение количества мочевой кислоты и снижение экскреции уратов в условиях метаболического ацидоза проявляются в виде геперурикемии. Следствием гиперурикемии может быть подагра даже в молодом возрасте. Прогноз у таких детей, если они будут продолжать принимать продукты, содержащие фруктозу, неблагоприятный. У них развиваются хронические нарушения функции печени и почек. Билет Девочка родилась на 38 неделе беременности; у матери первые роды, беременность первая. Роды спонтанные, через естественные родовые пути. После рождения ребенок выглядел нормально, но не сразу взял грудь, после кормления часто возникала рвота. На третий день после рождения у девочки была замечена желтуха. При осмотре обнаружены увеличение печени и двусторонние катаракты. Из лабораторных данных: в крови и моче повышена концентрация галактозы, в эритроцитах - низкая активность галактозо-1фосфатуридилтрансферазы. Поставьте диагноз. Какие биохимические нарушения лежат в основе этого заболевания? Прогноз и лечение. Ответ: Это галактоземия вызванная недостаточностью галактозо-1фосфатуридилтрансферазы (ГАЛТ). Заболевание проявляется очень рано, вскоре после рождения, как только ребенок начинает получать молоко. В крови, моче и тканях повышается концентрация галактозы и галактозо-1-фосфата. В тканях глаза (в хрусталике) галактоза восстанавливается альдоредуктазой с образованием галактитола (дульцита). Галактитол накапливается в стекловидном теле и связывает большое количество воды. Вследствие этого нарушается баланс электролитов, а чрезмерная гидратация хрусталика приводит к развитию катаракты в печени накапливается галактозо-1-фосфат в результате развивается гепатомегалия, жировая дистрофия. В почках также повышена концентрация галактитола и галактозо-1-фосфата, что влияет на их т=т 3' 51 Ц ^ 3' т=т 3' щ -X 5' шт Предположительно репарационная энпонуклеаза II разрывает связь с одной стороны (5' от димера. Затем эндонуклеаза поочередно отщепляет до 1 ОС&уклеотидов. Ресинтез фрагмента 5' функцию. Отмечают нарушения в клетках полушарий головного мозга и мозжечка, в тяжелых случаях - отек мозга, задержка умственного развития, возможен летальный исход. Лечение заключается в удалении галактозы из рациона. Билет После 24 часов голодания запасы гликогена в печени истощаются, но в организме имеются довольно большие запасы жиров. Зачем при голодании протекает процесс глюконеогенеза, когда в организме есть практически безграничные запасы ацетил-Co А (из жирных кислот), которых вполне хватает для производства энергии? Ответ: на удовлетворение основных энергетических потребностей организма запаса жиров хватает на недели, но жирные кислоты не проникают через гематоэнцефалический барьер и потому не могут использоваться мозгом. Мобилизация жиров, приводит к образованию кетоновых тел, присутствие которых в крови в какой-то мере уменьшает потребность в глюкозе, однако необходимость ее синтеза при этом не исчезает. Потребность мозга в глюкозе при голодании остается прежней. Кроме мозга в глюкозе нуждаются клетки сетчатки, мозгового слоя почек, эритроциты, все ткани и клетки, жизнедеятельность которых поддерживается анаэробным метаболизмом. Билет Существующий старый обычай, предписывающий давать спасенным на море или в пустыне голодным или обессилевшим людям виски или бренди, физиологически неоправдан и даже опасен; в таких случаях следует давать глюкозу. Почему? Ответ: Потребление больших доз алкоголя тормозят глюконеогенез в печени и приводит к гипогликемии. Это действие алкоголя сказывается особенно резко после тяжелой физической нагрузки или на голодный желудок. Такое обстоятельство объясняется тем, что метаболизм этанола включает реакции дегидрирования: Этанол ^ алкогольдегидрогеназа Ацетальдегид ■I ацетальдегиддегидрогеназа Ацетат ^ I кровь Ацетил Со А (печень) (мышцы) 90% ацетата образуется в печени. Часть в печени превращается в ацетил СоА, но большая часть попадает в кровь, а затем в мышцы, где тоже превращается в ацетил СоА. Ацетил СоА включается в цикл Кребса. Частично (10%) этанол окисляется при участии микросомальных ферментов. В результате быстрого дегидрирования этанола в гепатоцитах отношение [НАД* J /[НАДН] уменьшается. Это ведет к тому, что изменяется скорость всех реакций, зависящих от НАД* и НАДН. В частности, концентрация пирувата в клетках и в крови уменьшается, а концентрация лактата увеличивается. Вследствие этого снижается скорость глюконеогенеза в печени, поскольку предшественником глюкозы служит пируват. Так как глюконеогенез в печени - один из источников глюкозы крови, то возникает гипогликемия. Особенно выраженной гипогликемия бывает в тех случаях, когда отсутствуют запасы гликогена в печени: при приеме алкоголя натощак, после значительной физической работы, у хронических алкоголиков из-за постоянного снижения аппетита. Гипогликемия может быть причиной потери сознания при алкогольном отравлении. Билет 19. Карбоксипептидаза состоит из 307 остатков аминокислот .Три каталитические группы являются главными в активном центре фермента. Это аргинин 145, тирозин 248 и глутаминовая кислота 270(номер-положение аминокислоты в полипептидной цепи). Каким образом три аминокислоты, расположенные так далеко друг от друга, могут катализировать реакцию? Если в процессе гидролиза участвуют только эти три каталитические группы, то зачем ферменту так много аминокислотных остатков? Ответ: 1. Ферментативную активность белок приобретает при формировании нативной структуры (третичной). При этом происходит пространственное сближение аминокислотных остатков, удаленных друг от друга в линейной молекуле, формируется активный центр и другие функционально значимые участки молекулы фермента. 2. Молекулы ферментов в отличие от неорганических катализаторов обладают высокой специфичностью по отношению к субстрату. Это свойство обеспечивается высокой молекулярной массой, возможностью молекулы менять конформацию, наличием в молекуле различных регуляторных участков. Билет 20. Метиловый спирт очень токсичен. Приём внутрь 30мл метанола может привести к смерти. Такая высокая токсичность обусловлена действием продукта его метаболизма формальдегидом. Метанол быстро окисляется до формальдегида при участии алкогольдегидрогеназы. Одним из методов лечения при отравлении метанолом является назначение этилового спирта. Почему? Ответ: этанол окисляется до уксусного альдегида, который менее токсичен, чем формальдегид. Поскольку метанол и этанол являются гомологами ряда предельных спиртов, т.е. имеют сходное строение, этанол может взаимодействовать с субстратсвязывающим участком алкогольдегидрогеназы конкурентно с этанолом, что приводит к уменьшению скорости реакции образования формальдегида. Билет 21 1- В продуктах неполного гидролиза тетрапептида идентифицированы: аланин, серин, лизин, тирозин и дипептиды аланилтирозин, серилаланин и тирозиллизин. Напишите структурную формулу тетрапептида. Ответ. тетрапептид: серилаланилтирозиллизин. Написать структуру этого тетрапептида. I ц-г^Ш-у.'-:-/ "Ш Билет 22. Вам предложены образцы ацетатного и натурального шелка. Предложите химический метод определения натурального шелка. Решение: следует провести биуретовую реакцию. При обработке образца натурального шелка биуретовым реактивом образуется хелагный комплекс белка шелка фиброина с медью фиолетового цвета. Ацетатный шелк белка не содержит, фиолетового окрашивания с биуретовым реактивом не образуется. Билет 23 Превращения белка кератина лежат в основе химической завивки волос. Сначала волосы обрабатывают восстановителем, укладывают в локоны и обрабатывают окислителем для сохранения новой формы. Объясните, какие химические превращения происходят при этом процессе? Решение: при обработке восстановителем происходит разрушение дисульфидных связей, участвующих в формировании третьичной структуры кератина R-S-S-R 2н 2а~| 2R-SH Обработка окислителем приводит к образованию новых дисульфидных связей: 2R-SH + Ох * R-S-S-R+2e +2Н+ Билет 24. Препараты, содержащие березовый деготь, обладают выраженным антимикробным действием. Предположите возможный механизм действия, исходя из того, что березовый деготь содержит в своем составе фенол. Ответ: фенол и его производные (крезол, резорцин) относят к известным антисептикам ароматического ряда. Обладая высокой гидрофобностью, они вызывают денатурацию белков микроорганизмов. Взаимодействуя с гидрофобными участками белковой цепи, фенол способствует разрушению третичной структуры белка и потере им нативных свойств. Билет 25. Имеются пробирки с растворами: пробирка 1 с концентрированной азотной кислотой; пробирка 2 с раствором 10% трихлоруксусной кислоты и пробирка 3 с раствором CuS04 в 10% NaOH. Опишите, какие процессы произойдут в каждой пробирке при добавлении в них раствора белка. Какие из этих реакций находят практическое применение? Ответ: I пробирка ксантопротеиновая реакция Используется для качественного обнаружения белков, содержащие ароматические и гетероциклические аминокислоты. 3. пробирка. Образуется плотный осадок денатурированного белка. Реакция используется в диагностической практике для удаления мешающих белков из биологических жидкостей при анализе. 4. пробирка. Биуретовая реакция Реакция основана на образовании хелатного соединения ионов меди II с двумя пептидными связями. Реакция применяется для качественного и количественного обнаружения белков и пептидов в растворах. Билет 26. При интенсивном окислении жирных кислот изменяется скорость гликолиза. Какова направленность и механизм этого изменения? Какое значение это имеет при голодании? Ответ: при интенсивном окислении жирных кислот образуется много АТФ, которая является ингибитором пируваткиназы и фосфофруктокиназы. Кроме того, в скелетных мышцах и сердце ингибируется пируватдегидрогеназа (высокое соотношение ацетил KoA/KoASH). Пируваткиназа и фосфофруктокиназа - это ключевые ферменты гликолиза, а пируватдегидрогеназа катализирует окислительное декарбоксилирование пирувата. Следовательно, гликолиз тормозится. При голодании такое явление призвано уменьшить утилизацию глюкозы периферическими тканями и сохранить глюкозу для головного мозга и эритроцитов. Ответ: а) продукционный тип азотемии; б) незначительный прирост, продукционная азотемия; в)почечная ретенционная азотемия. Билет 31. Когда человек переходит на рацион с высоким содержанием белка, у него возрастает потребность в витамине В6. Дайте возможные объяснения данному явлению, основываясь на биохимических эффектах витамина В6 в организме. Ответ. Витамин В 6 входит в состав следующих ферментов: 1 .аминотрансфераз аминокислот, катализирующий обратимый перенос аминогруппы от аминокислоты на а - кетокислоту. В этой реакции образуются новые аминокислоты и кетоки слоты, эта реакция является первым этапом опосредованного окислительного дезаминирования аминокислот.2. Декарбоксилаз аминокислот, отщепляющих карбоксильную группу аминокислот, что приводит к образованию биогенных аминов. Помимо каталитического действия пиридоксальфосфат участвует в процессе активного транспорта некоторых аминокислот через клеточные мембраны. Билет 32. 1. Ребенок, со слов матери, плохо переносит кондитерские изделия, конфеты, сладкий чай. Они вызывают у него понос и рвоту. В то же время молоко, картофель, хлеб и мед таких явлений не вызывают. Каков диагноз? Какие методы лечения Вы можете предложить? Ответ. Наследственная недостаточность сахаразо-изомальтазного комплекса. Лечение диета с исключением продуктов, содержащих сахарозу и крахмал. Билет 33. 1. Какие различия в динамике концентрации глюкозы в крови можно ожидать у пациента при приеме им натощак 100г сахарозы и 200г хлеба, содержащего 100г крахмала? Ответ. Сахароза - это дисахарид, а крахмал - полисахарид, сахароза будет перевариваться быстрее и даст более высокий подъем сахара в крови. Билет 34. В конце 30-х годов в результате смелого эксперимента одного из практических врачей удалось впервые вернуть сознание больному, впавшему в состояние печеночной комы. В этом эксперименте кровь больного отводилась из организма, пропускалась через колонку с ионообменной смолой - катеонитом и вновь возвращалась к больному. Объясните механизм достигнутого эффекта. Ответ. При печеночной коме нарушен биосинтез мочевины, в крови накапливается аммиак, который является клеточным ядом. При пропускании крови через катеонит ионы аммония задерживаются на смоле, и тем самым концентрация аммиака в крови падает. Билет 35. Животному ввели метионин с меченой (С 4) метельной группой. Через некоторое время метка была обнаружена во фракции мембран. В составе какого соединения может быть найдена метка? Ответ. Метионин + фосфатидная кислота=фосфатидилхолин. Это фосфолипид клеточной мембраны. Билет 36. В рацион крыс ввели аланин, у которого атом азота аминогруппы мечен изотопом N . В каких из указанных метаболитов можно обнаружить метку? Укажите процессы, в результате которых метка появилась в данной молекуле. А) Мочевина; Б) Оксалоацетат; В) Аргининосукцинат; Г) Глутамат; Д) Аспартат; Е) Орнитин. Ответ. А) биосинтез мочевины; В) биосинтез мочевины; Г) трансаминирование; Д) трансаминирование. прямой билирубин - 66 мкмоль/л, непрямой билирубин - 48 мкмоль/л. О каком состоянии больного можно думать? Какие дополнительные биохимические исследования необходимо провести для уточнения диагноза? Ответ. У больного - паренхиматозный гепатит Схема катаболизма гемоглобина Катаболизм осуществляется в лизосомах сложной ферментной системой. грлоглобин [^Свободное Fe | гаобин биливердин '-биливердин- редукгаза Гемоглобин ►метгемоглобин эюлеглобин щЯШ'': I в глюкурониды УДФ щ Глюкуронат -УДФ-глюкуронат + билирубин. БлрДиглюкуронид (кОНЪЮх и^оьаННЫЙ прямой бло связанный) желчь в кишечник ^билирубин ч кишечная микрофлора урооилиногены Уробилин (цвет фекалий) Критерии паренхиматозной желтухи: - снижение количества альбумина, Т фракции у-глобулинов, | концетрации общего билирубина, f неконыогированного билирубина, | конъюгированного билирубина. Кал - гипохоличный (слабо окрашен) Моча - интенсивно окрашена, Уробилиноген определяется Функциональные Пробы печени: тимоловая проба ТТ> ACT f, АЛТ |ТТ> Щелочная фосфатаза | почки -уробилин -[ выведения мочевой кислоты вследствие Т продукции лактата и изменение jJH мочи в кислую сторону, что затрудняет выведение уратов. Диагностика: определение активности глгокозо-6-фосфатазы в биоптатах печени. тест со стимуляцией глюкагоном или адреналином (при болезни дает отрицательный результат, т.е. уровень глюкозы после введения адреналина изменяется незначительно). Лечение: ограничение употребления продуктов, содержащих глюкозу. Исключают из диеты продукты содержащие сахарозу и лактозу, т.к. образующаяся из них галактоза и фруктоза после превращения в глюкозо-6-фосфат ведут к дальнейшему накоплению гликогена. Для предотвращения гипогликемии используют метод частого кормления. Билет Ребенок 1,5 месяца, жалобы на понос, рвоту, боли в животе, вздутие после кормления грудным или коровьим молоком. При осмотре: отставание в физическом развитии, плохая прибавка в весе, дистрофия, дисбактериоз. Поставьте диагноз и назначьте лечение. Ответ: Д.: лактазная недостаточность. Заболевание передается по аутосомнорецессивному типу. Причина: наследственный дефицит лактазы. В основе заболевания - дефект ферментов, участвующих в гидролизе углеводов в кишечнике. Нарушается всасывание продуктов переваривания углеводов в клетке слизистой оболочки кишечника. При обследовании: низкое содержание глюкозы в крови. Проба на толерантность к глюкозе - норма. При нагрузке лактозой выявляют плоскую сахарную кривую, что свидетельствует о недостаточной утилизации лактозы. Нерасщепленные дисахариды или не всосавшиеся моносахариды вызывают осмотическую диарею. Эти невостребованные углеводы поступают в дистальные отделы кишечника, изменяя осмотическое давление содержимого кишечника. Кроме того оставшиеся в просвете кишечника углеводы частично подвергаются ферментативному расщеплению микроорганизмами с образованием органических кислот и газов. Все вместе приводит к притоку воды в кишечник, увеличивая объем кишечного содержимого, усилению перистальтики, спазмам и болям, а также метеоризму. Лечение: лечебные диеты с j молока или его отмена быстро приводят к улучшению общего состояния ребенка и t массы тела. Билет 45 1. Описано 2 типа заболеваний мышц. Один характеризуется дефектом фосфорилазы, другой - фосфофруктокиназы. Какие общие симптомы характерны для этих заболеваний? Какие различия в обмене углеводов будут наблюдаться? Назначьте лечение. Ответ: Общим для обоих типов заболеваний является слабость мышц, их болезненность при физической работе, отсутствие увеличения концентрации лактата в крови после физической нагрузке. При дефекте фосфорилазы нарушен гликогенолиз, но нормально протекает гликолиз, в то время как при дефекте фосфофруктокиназы нарушен гликолиз. При этом резко снижена утилизация глюкозы, галактозы и фруктозы. При дефекте фосфорилазы положительный эффект дает внутривенное пероральное введение глюкозы и фруктозы. В случае дефекта фосфофруктокиназы положительный эффект дает введение фруктозо - 1,6- дифосфата или глицерофосфата. Лечение моносахаридами не эффективно. -[ выведения мочевой кислоты вследствие Т продукции лактата и изменение jJH мочи в кислую сторону, что затрудняет выведение уратов. Диагностика: определение активности глгокозо-6-фосфатазы в биоптатах печени. тест со стимуляцией глюкагоном или адреналином (при болезни дает отрицательный результат, т.е. уровень глюкозы после введения адреналина изменяется незначительно). Лечение: ограничение употребления продуктов, содержащих глюкозу. Исключают из диеты продукты содержащие сахарозу и лактозу, т.к. образующаяся из них галактоза и фруктоза после превращения в глюкозо-6-фосфат ведут к дальнейшему накоплению гликогена. Для предотвращения гипогликемии используют метод частого кормления. Билет 44 Ребенок 1,5 месяца, жалобы на понос, рвоту, боли в животе, вздутие после кормления грудным или коровьим молоком. При осмотре: отставание в физическом развитии, плохая прибавка в весе, дистрофия, дисбактериоз. Поставьте диагноз и назначьте лечение. Ответ: Д.: лактазная недостаточность. Заболевание передается по аутосомнорецессивному типу. Причина: наследственный дефицит лактазы. В основе заболевания - дефект ферментов, участвующих в гидролизе углеводов в кишечнике. Нарушается всасывание продуктов переваривания углеводов в клетке слизистой оболочки кишечника. При обследовании: низкое содержание глюкозы в крови. Проба на толерантность к глюкозе - норма. При нагрузке лактозой выявляют плоскую сахарную кривую, что свидетельствует о недостаточной утилизации лактозы. Нерасщепленные дисахариды или не всосавшиеся моносахариды вызывают осмотическую диарею. Эти невостребованные углеводы поступают в дистальные отделы кишечника, изменяя осмотическое давление содержимого кишечника. Кроме того оставшиеся в просвете кишечника углеводы частично подвергаются ферментативному расщеплению микроорганизмами с образованием органических кислот и газов. Все вместе приводит к притоку воды в кишечник, увеличивая объем кишечного содержимого, усилению перистальтики, спазмам и болям, а также метеоризму. Лечение: лечебные диеты с j молока или его отмена быстро приводят к улучшению общего состояния ребенка и t массы тела. Билет 45 Описано 2 типа заболеваний мышц. Один характеризуется дефектом фосфорилазы, другой - фосфофруктокиназы. Какие общие симптомы характерны для этих заболеваний? Какие различия в обмене углеводов будут наблюдаться? Назначьте лечение. Ответ: Общим для обоих типов заболеваний является слабость мышц, их болезненность при физической работе, отсутствие увеличения концентрации лактата в крови после физической нагрузке. При дефекте фосфорилазы нарушен гликогенолиз, но нормально протекает гликолиз, в то время как при дефекте фосфофруктокиназы нарушен гликолиз. При этом резко снижена утилизация глюкозы, галактозы и фруктозы. При дефекте фосфорилазы положительный эффект дает внутривенное пероральное введение глюкозы и фруктозы. В случае дефекта фосфофруктокиназы положительный эффект дает введение фруктозо - 1,6- дифосфата или глицерофосфата. Лечение моносахаридами не эффективно.
