Практическое занятие №13

Тема: «Внемитохондриальное окисление. Активные формы кислорода. Прооксиданты и антиоксиданты. Микросомальное окисление»

(методическая разработка для студентов)

Мотивация:Получение знаний об окислительных системах, не связанных с депонированием энергии, которые, тем не менее, являются неотъемлемой частью метаболизма. Специфика внемитохондриального окисления обусловлена необходимостью преобразования трудноокисляемых структур для пластических целей (образование гормонов, желчных кислот и др.), инактивации метаболитов, обезвреживания ксенобиотиков, обновления мембран. Реакции биоокисления в организме сопровождаются образованием токсичных для организма активных форм кислорода (АФК), провоцирующих цепные реакции свободно-радикального окисления биомолекул в клетке и мембранодеструкцию. Освоение вопросов темы позволит оценить эффективность действия компонентов антиоксидантной защиты (ферментов, витаминов, микроэлементов).

Цель обучения, воспитания и развития:Закрепить представления о внемитохондриальных механизмах окислительных процессов в организме и их физиологическом значении

Задачи, обучения, воспитания и развития:студент должен

Знать:

- химизм процессагидроксилирования пролина и лизина в

предшественниках коллагена и эластина, микросомальнаую систему

окисления ксенобиотиков, окислительное превращение арахидоновой кислоты

Уметь:

- писать формулы: свободных радикалов

реакций, катализируемых каталазой, супероксиддисмутазой, глутатионпероксидазой.

- объяснять значения терминов:свободные радикалы, активные формы кислорода, ПОЛ (перекисное окисление) липидов), АОЗ (антиоксидантная защита), микросомальное окисление, пероксидаза, каталаза, супероксиддисмутаза, цитохром- Р₄₅₀, мембрано­деструк­ция, антиоксиданты, прооксиданты

арахидоновой кислоты

 

 

Этапы проведения занятия:

1. Вводная часть
2. Основная часть занятия: лабораторная работа,
3. Разбор и обсуждение теоретических вопросов

4.общие и индивидуальные задания для СДС

5.Заключительная часть занятия (тест-контроль)

 

Основные вопросы темы

1. Включение кислорода в молекулу окисляемого вещества («внемитохондриальное окисление») как минорный путь биоокисления.

2. Оксидазы, их субстраты и и биологическая роль; образование пероксида. Механизмы оксигеназного окисления. Монооксигеназы и диоксигеназы; их важнейшие субстраты. Гидроксилирование пролина и лизина в предшественниках коллагена и эластина, роль витамина С. Роль монооксигеназ в биогенезе стероидных гормонов.

3. Микросомальная система окисления ксенобиотиков, ее функциональное значение и индуцируемость своими субстратами.

4. Участие диоксигеназ в превращении арахидоновой кислоты: липооксигеназный и циклооксигеназный пути; биологическое значение образуемых продуктов (лейкотриены, простаноиды) и механизмы их инактивации, химиотерапевтическое воздействие на метаболизм эйкозаноидов.

5. Активные формы кислорода. Источники их образования и роль в метаболических процессах. «Дыхательный взрыв» в макрофагах и нейтрофилах; вклад в механизмы антибактериальной защиты; значение миелопероксидазы.

6. Роль перекисного окисления липидов как фактора, инициирующего обновление гидрофобных структур клетки. Опасные эффекты избыточности активных форм кислорода.

7. Краткая характеристика ферментативных (каталаза, пероксидаза, супероксиддисмутаза) и неферментативных звеньев антиоксидантной защиты.

 

 

 

Блок дополнительной информации:

Таблица 1.

«Факторы, влияющие на интенсивность ПОЛ»

 

Факторы, активирующие ПОЛ	Факторы, тормозящие ПОЛ
●Нарушение функций митохондриального окисления (гипоксия, действие ингибиторов ЦПЭ, наркотиков, разобщителей дыхания и фосфорилирования) ●Гипероксигенация ●Гиподинамия ●Ионизирующее излучение ●Активация фагоцитоза ●Стресс (за счет гипоксии) ●Прооксиданты окружающей среды (диоксиды серы, азота, озон, табачный дым, гербициды, пестициды, выхлопные газы и др.)	☻ Система АОЗ ☻ Незаменимые факторы питания: - витамины (Е, С, А, Р) - аминокислоты и другие метаболиты, содержащие SH- группы - микроэлементы (селен и др.) ☻ Стабильная структурно-функциональная организация клеточных мембран (существенное значение имеет содержание холестерина)

Таблица 2.

«Антиоксиданты и их действия»

 

Антиоксиданты	Действие
Антиоксиданты - ферменты: Супероксиддисмутаза (СОД) Глутатионпероксидаза (ГПО) Глутатионредуктаза Каталаза Антиоксиданты - витамины: Е, А, каротиноиды, С, Р, К Антиоксиданты–микроэлементы: Se, S, Cu, Mn, Zn, Mg, V Антиоксиданты растений (биофлавоноиды, полифенолы): Черника, клюква, калина, малина, земляника, чернослив, ежевика, красное вино и др.	●Лечебно-профилактическое действие при ряде заболеваний ●Замедление процессов старения организма, износа клеточных мембран и самих клеток ●Повышение устойчивости организма к воздействию радиации и других вредных факторов внешней среды ●Усиление иммунитета ●Нормализация функций сердечно-сосудистой системы ●Антиканцерогенное действие ●Выраженный косметический эффект

 

 

ВОПРОСЫ ДЛЯ КОНТРОЛЯ УМЕНИЙ И НАВЫКОВ ПО ТЕМЕ

 

1. Какие условия обеспечивают осуществление микросомального окисления на физиологическом уровне?

2. Какую роль выполняет микросомальное окисление в процессах анаболизма?

3. Какие побочные явления могут сопровождать детоксикацию ксенобиотиков при микросомальном окислении?

4. Какие витамины и минеральные вещества участвуют в микросомальном окислении?

5. Покажите возможную связь микросомального окисления с канцерогенезом.

6. Что такое свободные радикалы? Какие свободные радикалы образуются в организме?

7. Какова физиологическая функция свободно-радикального окисления (СРО)?

8. Какие факторы способствуют увеличению объема СРО в организме?

9. Назовите последствия увеличения объема СРО в организме.

10. Объясните связь СРО с процессами старения.

11. Какие факторы активизируют, а какие тормозят перекисное окисление липидов мембран клеток (ПОЛ)?

12. Объясните связь между увеличением объема ПОЛ и заболеваемостью.

13. Назовите основные звенья антиоксидантной защиты (АОЗ).

14. Какое значение имеет разработка проблемы «ПОЛ-АОЗ» для практической медицины?

15. Назовите экзогенные факторы, увеличивающие защитную функцию АОЗ.

16. Какие витамины и микроэлементы являются антиоксидантами?

Ориентировочная основа деятельности студентов (ООД) для проведения лабораторной работы: