МИНОБРНАУКИ РОССИИ
Федеральное государственное автономное образовательное
Учреждение высшего образования
«Южный федеральный университет»
Академия биологии и биотехнологии им. Д. И. Ивановского
Дзреян Валентина Александровна
РАБОТА ПО КУРСУ
«Педагогика высшей школы»
РАЗРАБОТКА ЛЕЦИОННОГО ЗАНЯТИЯ ПО СПЕЦКУРСУ «ИЗБРАННЫЕ ГЛАВЫБИОХИМИИ ЧЕЛОВЕКА»
Преподаватель: Мирнова Марина Николаевна
Ростов-на-Дону – 2017
«Избранные главы биохимии человека» представляет собой дисциплину, входящую в учебный план магистрантов, обучающихся по направлению подготовки биологии по магистерской программе «Основы фундаментальной биомедицины». Для освоения курса необходим теоретический базис и практические навыки по биохимии, анатомии, физиологии, медицинской и клинической химии. Студенты обучаются по данной дисциплине в 2 семестре.
Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 зачетных единицы, 108 часов, из них лекции 11 часов. Форма отчетности – зачет.
Лекция № 3 Ферменты плазмы (сыворотки крови).
Трудоемкость лекции – 1 академ. час.
Цель лекции: знакомство студентов с общей характеристикой ферментов сыворотки крови, а также с отдельными их группами, и принципами использования полученных знаний в клинической практике.
План лекции:
1. Введение – определение понятие ферменты
2. Общая характеристика ферментов сыворотки крови
3. Особенности распределения ферментов между тканями и внутри клеток
4. Клиническое значение определения ферментов сыворотки крови
5. Некоторые ферменты, используемые в клинике для диагностики
6. Выводы
Список рекомендуемой литературы
Содержание лекции
Введение
Ферменты — специфические белки, выполняющие в организме роль биологических катализаторов. Ферменты содержатся во всех клетках организма, где их концентрация значительно выше, чем в плазме крови. Наиболее часто в качестве объекта для исследования используют сыворотку крови, ферментный состав которой относительно постоянен. Нормальная активность ферментов в сыворотке крови отражает соотношение между биосинтезом и высвобождением ферментов (при обычном обновлении клеток), а также их клиренсом из кровотока. Повышение скорости обновления ферментов, повреждения клеток обычно приводят к повышению активности ферментов в сыворотке крови.
Рассмотрим ферментный состав сыворотки (плазмы) крови и клиническую значимость определения ферментов крови.
Общая характеристика ферментов сыворотки крови
По локализации и выполняемым функциям все ферменты сыворотки (плазмы) крови условно делят на 3 группы: секреторные и экскреторные и клеточные.
Секреторные ферменты, синтезируясь в печени, в норме выделяются в плазму крови, где играют определенную физиологическую роль. Их активность в сыворотке крови выше, чем в клетках или тканях.
Сюда относят ферменты протеолитических систем плазмы крови. В составе этих систем - протеиназы, участвующие в защитных и регуляторных реакциях организма. В отличие от тканевых, плазменные протеиназы пространственно не разделены. Поэтому они могут свободно взаимодействовать между собой.
Эти системы обеспечивают различные функции, но в работе их соблюдаются общие принципы:
1. Это - многокомпонентные мультиферментные системы, в которых продукт предыдущей реакции служит ферментом для следующей реакции.
2. Большинство компонентов этих систем является протеолитическими ферментами. Они в виде проферментов циркулируют в крови и активируются только в определенных условиях.
3. Эти системы обладают свойством усиливать первично слабый сигнал. Они работают по принципу каскадности, то есть их работа приводит к быстрому нарастающему увеличению количества активных форм ферментов.
4. Системы саморегулируются по принципу положительной и отрицательной обратной связи.
Ферменты свертывания крови являются сериновыми протеазами, синтезируются в печени в виде неактивных предшественников, проферментов, и в такой форме циркулируют в крови: фактор 2 (протромбин), фактор 7 (проконвертин), фактор 9 (Кристмаса), фактор 10 (Стюарта). В процессе реализации свертывающейся системы проферменты превращаются путем частичного протеолиза в активные ферменты. В частности, из протромбина, частичным протеолизом образуется тромбин, который также путем частичного протеолиза превращает фибриноген в фибрин.
Система комплемента, как одна из составных частей гуморальной иммунной защиты организма, направленная на защиту организма от действия чужеродных агентов микробов), она участвует в реализации иммунного ответа организма. Является важным компонентом как врождённого, так и приобретённого иммунитета.
Системы регуляции сосудистого тонуса - калликреин- кининовой система и система ренин – ангиотензин. Активация обеих систем сводится к синтезу биологически активных низкомолекулярных пептидов из их предшественников путем реакций ограниченного протеолиза.
В почках в клетках юкстагломерулярного аппарата (ЮГА) синтезируется ренин - протеолитический фермент. Ренин участвует в регуляции сосудистого тонуса, превращая ангиотензиноген в декапептид ангиотензин-I путем ограниченного протеолиза. Из ангиотензина-I под действием фермента карбоксикатепсина образуется (тоже путем ограниченного протеолиза) октапептид ангиотензин-II. Он обладает сосудосуживающим эффектом, а также стимулирует выработку гормона коры надпочечников - альдостерона. Альдостерон усиливает реабсорбцию натрия и воды в почечных канальцах - это приводит к увеличению объема крови, циркулирующей в сосудах. В результате повышается артериальное давление. Когда молекула ангиотензина-II выполнит свою функцию, она подвергается тотальному протеолизу под действием группы специальных протеиназ - ангиотензиназ.
Ренин-ангиотензин-альдостероновая система работает в тесном контакте с другой системой регуляции сосудистого тонуса: калликреин – кининовой системой, действие которой приводит к понижению артериального давления.
Белок - предшественник кининоген, попадая в кровь, под действием сериновых протеиназ - калликреинов превращается в вазоактивные пептиды - кинины: брадикинин и каллидин. Брадикинин и каллидин обладают сосудорасширяющим эффектом - понижают артериальное давление. Инактивация кининов происходит при участии карбоксикатепсина - этот фермент одновременно влияет на обе системы регуляции сосудистого тонуса, что приводит к повышению атериального давления. Ингибиторы карбоксикатепсина применяются в лечебных целях при лечении некоторых форм артериальной гипертензии.
К секреторным ферментам относится также сывороточная, или псевдохолинэстераза. В клинической практике ферменты этой группы представляют интерес, когда их активность в сыворотке крови становится ниже нормы за счёт нарушения функции печени (белок - синтезирующей функции). Наиболее ярким признаком снижения белоксинтезнрующей функции печени стало резкое снижение в сыворотке крови активности ХЭ.
Экскреторные ферменты синтезируются главным образом в печени(лейцинаминопептидаза, щелочная фосфатаза и др.). В физиологических условиях эти ферменты в основном выделяются с желчью. Еще не полностью выяснены механизмы, регулирующие поступление данных ферментов в желчные капилляры.
Экскреторные ферменты образуются органами пищеварительной системы (поджелудочной железой, слизистой оболочкой кишечника, печенью, эндотелием жёлчных путей). К ним относятся альфа-амилаза, липаза, щелочная фосфатаза и др. В норме их активность в сыворотке крови низка и постоянна. Однако при патологии, когда блокирован любой из обычных путей экскреции, активность этих ферментов в сыворотке крови значительно увеличивается.
Клеточные (индикаторные) ферменты попадают в кровь из тканей, где они выполняют определенные внутриклеточные функции. Большая часть индикаторных ферментов в сыворотке крови определяется в норме лишь в следовых количествах. При поражении тех или иных тканей ферменты из клеток «вымываются» в кровь; их активность в сыворотке резко возрастает, являясь индикатором степени и глубины повреждения этих тканей.