Тема: ОБМЕН АМИНОКИСЛОТ

Вопросы  для подготовки

1. Аминокислотный пул крови. Пути утилизации аминокислот.

2. Витамин В6: структура, суточная потребность, источники поступления, образование коферментной формы, её участие в процессах метаболизма, проявление недостаточности. Антагонисты витамина В6.

3. Декарбоксилирование аминокислот. Биогенные амины, их биологическая   

    роль, пути  обезвреживания.

4.      Переаминирование аминокислот. Трансаминазы: структура, механизм действия, клинико-диагностическое значение определения их активности в крови.

5.     Дезаминирование аминокислот:

-    виды, характеристика прямого окислительного дезаминирования глутамата;

-    непрямое окислительное дезаминирование: этапы и значение процесса.

6.     Образование аммиака, его токсичность, обезвреживание аммиака в клетках.

7.     Окончательное обезвреживание аммиака в печени (синтез мочевины).

8.      Аммониогенез в почках и его значение.

9.     Обмен фенилаланина и тирозина в норме и при некоторых врожденных заболеваниях (фенилпировиноградная олигофрения, альбинизм, алкаптонурия).

Практическая часть

1. Качественное определение фенилпировиноградной кислоты в моче.

2. Количественное определение мочевины в моче.

Протокол № 9

Качественное определение фенилпировиноградной кислоты в моче

 методом Фелинга

Принцип метода: фенилпировиноградная кислота образует с ионами Fe3+ комплексное соединение, окрашенное в сине-зеленый цвет.

Ход работы: к 2 мл мочи добавить 8 капель 10% раствора FeCl3.

Результат:

Вывод:

Клинико-диагностическое значение. Метод как обязательный применяется в родильных домах для ранней и своевременной диагностики фенилпировиноградной олигофрении, симптомом которой является фенилкетонурия – присутствие в моче фенилпировиноградной кислоты. В пеленку новорожденного закладывается индикаторная бумага, смоченная FeCl3. Появление синего пятна на бумаге после первого мочеиспускания свидетельствует о дефекте гена, в котором закодирована информация о синтезе фермента 4-фенилаланингидроксилазы, окисляющего фенилаланин с образованием тирозина.

Протокол № 10

Количественное определение мочевины в моче уреазным методом

Принцип метода: Уреаза катализирует гидролиз мочевины с образованием аммиака и углекислого газа. Выделившийся аммиак в щелочной среде в присутствии нитропруссида образует с салицилатом и гипохлоритом натрия окрашенное соединение. Интенсивность окраски прямо пропорциональна концентрации мочевины и измеряется фотометрически.

 

 

                                               уреаза

  МОЧЕВИНА                           →                  NН3  +  СО2

                                             + Н2О  

 

                            специфический   нитропруссид   окрашенное

NН3  +       реагент                                     →                                 соединение

                                                                  NаОН

Ход работы:

1. 0,01 мл исследуемой мочи добавить 1 мл рабочего реагента №1, пробирку тщательно перемешать и инкубировать 5 минут при температуре 370 С. Затем добавить 1 мл реагента №2 и также инкубировать 5 минут при 370 С.  Интенсивность образовавшейся окраски определить на ФЭКе при длине волны 540 нм против воды. По калибровочному графику определить концентрацию мочевины в 1 мл мочи.

     Полученный результат умножить на суточный диурез.

Результаты: экстинкция =

концентрация мочевины по калибровочному графику =

Вывод:

Клинико-диагностическое значение. В норме концентрация мочевины в моче составляет 333-358 ммоль/сутки (25-30 г/с) при нормальном питании.

Увеличение синтеза и выведения мочевины с мочой (продукционная гиперуреаурия) свидетельствует об усилении процессов катаболизма белков в организме, что может иметь место при таких состояниях, как сахарный диабет, тиреотоксикоз, белковая недостаточность, рак, лихорадочные состояния.

  Снижение содержания мочевины в моче может быть ретенционным или продукционным.

  Ретенционная гипоуреаурия – возникает при снижении фильтрационной способности почек и сопровождается гиперуремией (или просто уремией). Это тяжелый симптом, приводящий к гибели от уремической комы.

  Продукционная гипоуреаурия является следствием снижения синтеза мочевины в гепатоцитах  в связи:

-  с повреждением 90% паренхимы печени при воспалении, раке,  циррозе;

-  с врожденной или приобретенной недостаточностью ферментов орнитинового цикла;

-  с тяжелым гипоэнергетическим состоянием, вызванным гиповитаминозами В1, В2, В3, В5, липоамида, дефицитом железа и меди, гипоксией;

-  с тяжелой белковой недостаточностью.

Продукционная гипоуреаурия сопровождается гипоуремией.

 

 

Контролирующие задачи

 

1.У больного, доставленного скорой помощью в приемный покой, сильные загрудинные боли. Они могут быть связаны с патологией сердца, желудка, печени. Какие биохимические показатели помогут Вам точно продиагностировать локализацию патологического процесса?

2.Ребенок 10-ти лет не ходит, знает несколько слов, не общается с окружающим миром. Он доставлен из глубокой провинции на генетическую консультацию в областную больницу. Составьте план биохимического обследования для исключения фенилпировиноградной олигофрении. В случае подтверждения диагноза опишите генетический дефект и нарушенные биохимические процессы в обмене фенилаланина. С чем связана олигофрения? Возможна ли ранняя диагностика и предупреждение этого заболевания?

3.В моче у больного обнаружено большое количество гомогентизиновой кислоты. Каков цвет мочи, с чем связано появление этого метаболита, присутствует ли он в моче здоровых людей, каковы возможные последствия этого?

4.Альбиносы очень плохо переносят воздействие солнца. Вместо загара появляются ожоги. Какое нарушение метаболизма лежит в основе этого явления?

5.Обозначьте коферменты ферментов, участвующих в обмене аминокислот: декарбоксилаз, аминотрансфераз, глутаматдегидрогеназы, моноаминооксидаз, метилтрансфераз. Какие гиповитаминозы приведут к снижению активности этих ферментов, каковы ее последствия?

6.У больного, поступившего в клинику в состоянии комы (бессознательное состояние), обнаружены выраженная гипераммониемия, гипоуремия, гипоуреаурия. Объясните биохимический механизм развития бессознательного состояния, возможные причины гипераммониемии. Какой будет рН крови и мочи? Каково содержание аммонийных солей в моче у этого больного?

7.Каким будет содержание аммонийных солей в моче при:

-         гипоксии;

-         сахарном диабете;

-         циррозе печени;

-         дефиците железа и меди;

-         гиповитаминозах РР и В2.

Дополнения для студентов педиатрического факультета

1. Существует более 30 врожденных нарушений синтеза, экскреции и обмена различных аминокислот, которые приводят к умственной отсталости  или к ранней смерти ребенка, если вовремя не поставлен диагноз и не начато лечение. К ним относятся фенилкетонурия, алкаптонурия и альбинизм – заболевания, связанные с нарушением обмена фенилаланина и тирозина

2.  Фенилпировиноградная олигофрения (фенилкетонурия) – врожденное заболевание, обусловленное нарушением синтеза фенилаланингидроксилазы – фермента, участвующего в превращении фенилаланина в тирозин. В результате накапливающийся фенилаланин подвергается дезаминированию и превращается в фенилпируват и другие продукты метаболизма (фенилацетат и фениллактат), выводимые с мочой, что приводит к развитию фенилкетонурии. Характерным признаком заболевания является нарушение психомоторного развития ребенка, умственная отсталость вплоть до идиотии. Эти симптомы связаны с тем, что фенилаланин и фенилпируват тормозят транспорт аминокислот (тирозина и триптофана) через гематоэнцефалический барьер, что приводит к нарушению синтеза нейромедиаторов, задержке дифференцировки ткани мозга. Болезнь начинает проявляться через несколько месяцев после рождения.  Раннюю диагностику этого заболевания проводят уже в родильных домах (проба Фелинга).  Обычно больные дети белокуры, с синими глазами и светлой кожей. Ребенок начинает поздно ходить, сидеть и говорить. Характерно положение «портного» - ребенок сидит, поджав под себя ноги. При ранней диагностике и специальном питании (диете, бедной фенилаланином) можно предотвратить развитие заболевания.

3. Алкаптонурия возникает в результате нарушения ферментных систем, окисляющих гомогентизиновую кислоту (одного из продуктов распада тирозина), и ее накопления в организме. Характерным признаком является изменение цвета мочи при соприкосновении с воздухом: на пеленках пятно мочи вначале краснеет с последующим появлением вокруг него темной каймы, а затем моча приобретает черный цвет.

4. Альбинизм – заболевание, связанное с дефектом тирозиназы в меланоцитах – фермента, окисляющего тирозин в меланин. Меланин защищает кожу от патологического воздействия солнечного света, поэтому при альбинизме кожа повреждается при облучении ультрафиолетовыми лучами (наблюдается выраженная эритема вплоть до появления пузырей). Характерна сухость кожи, бледнорозовый её цвет, светлые волосы, зрачки с красноватым блеском.