Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
Регуляция процессов ремоделирования в костной ткани.
Значение темы: процесс изучения темы направлен на формирование у выпускника следующих компетенций: ОК-1; ОК-5; ОПК-1; ОПК-2; ОПК-7; ОПК-9; ПК-5.
Цель занятия: после изучения темы студент должен:
Знать: Зн. 1, Зн. 2, Зн. 3, Зн. 4, Зн. 5, Зн. 6, Зн. 7, Зн. 8, Зн. 9.
Уметь: Ум. 1, Ум. 2, Ум. 3, Ум. 4, Ум. 5; Ум. 6, Ум. 7, Ум. 8, Ум. 9.
Владеть: Вл. 1.
Основные фундаментальные положения
Основу матрикса соединительной ткани составляют высокомолекулярные образования – коллагены, эластин, неколлагеновые структурные гликопротеины и протеогликаны.
Коллагены незначительно отличаются друг от друга по химическому строению, но содержат много глицина, пролина, гидроксипролина и аланина и являются фибриллярными белками, имеющими оригинальную вторичную укладку (С-укладка).
Высокомолекулярные образования соединительной ткани придают ей свойства упругости и ограничителя проницаемости межклеточного вещества.
Системные первичные поражения соединительной ткани называются коллагенозами и являются достаточно распространенными патологиями.
Основными белками межклеточного матрикса костной ткани являются коллагеновые белки I типа, которые составляют около 90% органического матрикса кости. Наряду с коллагеном I типа присутствуют следы других типов коллагена, таких как V, XI, XII.
В костной ткани содержится около 10% неколлагеновых белков. Они представлены гликопротеинами и протеогликанами, остеонектином, тромбоспондином, фибронектином, остеопонтином, костным кислым гликопротеином-75, костным сиалопротеином, матриксным Gla-белком, остеокальцином и протеином S.
Соотношение процессов резорбции и восстановления получило название ремоделирование костной ткани.
Для активации процесса резорбции необходимо участие паратиреоидного гормона, инсулиноподобного фактора роста, интерлейкинов-1 и -6, простагландинов, кальцитриола, фактора некроза опухоли. Тормозится этот этап ремоделирования эстрогенами.
Вопросы для изучения темы
1. Организация межклеточного матрикса соединительной ткани.
2. Коллагены (виды) и эластин: особенности аминокислотного состава, структуры и биосинтеза. Роль витамина С в гидроксилировании остатков пролина и лизина в молекуле проколлагена.
3. Неколлагеновые белки межклеточного матрикса. Гликозаминогликаны и протеогликаны соединительной ткани. Роль протеогликанов в обмене катионов и воды.
4. Изменения соединительной ткани при старении, коллагенозах. Оксипролинурия. Биохимические изменения соединительной ткани при патологии.
5. Химический состав костной ткани. Неколлагеновые и коллагеновые белки костной ткани.
6. Химический состав минеральных компонентов, входящих в состав кристаллов апатитов. Регуляция процессов ремоделирования в костной ткани.
7. Маркеры деструкции костной ткани. Биохимические изменения костной ткани при патологии.
Вопросы, вынесенные на самостоятельное изучение
1. Этапы внутриклеточного синтеза коллагена.
2. Роль гормонов и витаминов в регуляции обмена в костной ткани.
Вопросы для самоконтроля
1. Перечислите четыре класса соединений, представленных нерастворимыми нитевидными структурами.
2. Назовите типы клеток, свойственных соединительной ткани.
3. Назовите особенности организации молекулы коллагена (тропоколлагена).
4. Перечислите особенности аминокислотного состава молекулы коллагена.
5. Укажите, чем связаны три спирали первого порядка молекулы коллагена в спираль второго порядка.
6. Как образуются микрофибриллы, пучки и коллагеновые волокна?
7. Назовите основные продуценты коллагена.
8. Укажите, в чем состоит превращение проколлагена в коллаген, назовите соединения и кофакторы, участвующие в этом процессе.
9. Какой диагностический показатель служит показателем скорости распада коллагена у человека?
10. Назовите патологические процессы, при которых растет скорость выделения с мочой оксипролина.
11. Что такое «коллагенозы»?
12. Особенности аминокислотного состава эластина.
13. Перечислите важнейшие гликозаминогликаны.
14. Изобразите схему комплекса протеогликан-гиалуроновая кислота.
15. Почему эти комплексы занимают в межклеточном веществе максимально возможное пространство? Каково физиологическое значение этого феномена?
16. Назовите фермент, изменяющий проницаемость межклеточного вещества.
17. Почему гликозаминогликаны могут связывать большие количества натрия?
18. Каково биологическое значение фибронектина?
19. В каком направлении в структуре соединительной ткани изменяется с возрастом соотношения коллаген / эластин и основное вещество / волокна?
20. Перечислите функции костной ткани.
21. Какими веществами представлена органическая часть костной ткани?
22. Какой белок составляет основу костной ткани? Опишите структуру этого белка.
23. Какие вещества составляют неорганическую часть костной ткани?
24. Что такое гидроксиапатит? Каков его состав? Перечислите другие виды аппатитов.
25. Что включает в себя цикл ремоделирования костной ткани?
26. Какие гормоны непосредственно воздействуют только на остеокласты?
27. Перечислите основные эффекты паратгормона и кальцитриола на остеобласты и остеокласты.
28. Какие гормоны тормозят пролиферацию остеобластов, подавляя в них синтез ДНК, РНК и белков?
29. В чем может быть причина возможного развития остеопороза у женщин в период менопаузы?
30. Какие вещества принято относить к маркерам формирования костной ткани?
31. Относится ли оксипролин к маркерам резорбции костной ткани?
32. Перечислите органоспецифические фермены костной ткани.
33. Выберите верное: активность щелочной фосфатазы у детей выше, чем у взрослых; при рахите снижается концентрация щелочной фосфатазы в сыворотке крови; в костной ткани щелочная фосфатаза секретируется остеобластами; при гиперпаратиреозе ее концентрация в плазме крови уменьшается.
34. Какова роль остеокальцина в формировании костной ткани?
35. Какой жирорастворимый витамин необходим для синтеза остеокальцина? Почему?
Ситуационные задачи
1. Почему витамин С ускоряет заживление ран? Какой витаминоид является синергистом витамина С в отношении воздействия на соединительную ткань?
2. Какой фермент регулирует проницаемость основного вещества соединительной ткани:
а) амилаза;
б) пепсин;
в) гиалуронидаза;
г) коллагеназа;
д) эластаза.
3. Протеогликаны – это комплекс:
а) белка и фосфолипидов;
б) белка и гликозаминогликанов;
в) коллагена и эластина;
г) гликозаминогликанов и фибронектина;
д) гепарина и гиалуроновой кислоты.
4. В основе гликозаминогликановых комплексов лежит:
а) глутамат;
б) гепарансульфат;
в) хондроитинсульфат;
г) дерматансульфат;
д) гиалуронат.
5. Вспомните состав протеогликанов и функции инсулина, объясните, почему у больных сахарным диабетом снижается скорость синтеза протеогликанов в инсулинзависимых тканях?
6. Выберите все правильные ответы.
Коллаген:
а) является основным белком межклеточного матрикса;
б) составляет 1/3 от общего количества белков в организме;
в) практически не гидролизуется протеазами ЖКТ;
г) с возрастом увеличивается скорость обмена;
д) обладает ярко выраженным полиморфизмом.
7. Выберите 1 неправильный ответ. Для гидроксилирования Про и Лиз в коллагене необходимы:
а) α-кетоглутарат;
б) витамин С;
в) витамин В6;
г) Fe2+;
д) О2.
8. Установите соответствие:
а) коллаген;
а) эластин;
б) оба;
в) ни один.
1. Является фибриллярным белком;
2. Содержит много гидрофильных аминокислот;
3. Не имеет характерной третичной структуры;
4. Основной белок костей, кожи, хрящей.
9. Выберите один правильный ответ. Гиалуроновая кислота:
а) представляет собой разветвленный полисахарид;
б) содержит остатки серной кислоты;
в) имеет суммарный “+” заряд;
г) может связывать большое количество воды, а также Са2+ и Na+;
д) локализуется в базальных мембранах.
10. Укажите основные неколлагеновые белки базальных мембран. Установите соответствие:
а) фибронектин;
б) ламинин;
в) оба ;
г) ни один.
1. Состоит из 3-х полипептидных цепей;
2. Имеет доменное строение;
3. входит в состав протеогликана;
4. полипептидные цепи связаны дисульфидными мостиками.
11. Клинические проявления цинги – кровоизлияния под кожу и слизистые оболочки, кровоточивость десен, выпадение зубов, анемия. С недостатком какого витамина связано это заболевание и к нарушению какого процесса приводит?
Для ответа на вопрос:
а) назовите этот витамин, объясните, почему он хорошо всасывается в верхних отделах кишечника;
б) вспомните, в синтезе какого белка участвует этот витамин, опишите строение этого белка;
в) напишите реакцию, в которой участвует данный витамин, объясните его функцию, назовите фермент; укажите вещества, необходимые для протекания этой реакции.
г) имеет ли данный витамин отношение к гиалуроновой кислоте.
12. Системная склеродермия – заболевание, при котором активируется синтез коллагена, развивается фиброз кожи и внутренних органов. Какой метаболит свидетельствует об интенсивности обмена коллагена и как он изменяется при этом заболевании?
Для ответа на вопрос:
а) вспомните особенности катаболизма коллагена, основной продукт, который проявляется в крови и моче;
б) назовите ферменты катаболизма коллагена, их основные типы;
в) объясните, почему для лечения этого заболевания применяют стероидные гормоны.
13. Коллагеновые волокна обладают большой прочностью: волокно диаметром в 1 мм выдерживает груз до 10 кг. Используя схему синтеза и посттрансляционных превращений коллагена, объясните механизм образования таких прочных волокон.
14. Кофактором гидроксилирования пролина является:
а) гиалуронидаза;
б) хондроитинсульфат;
в) альдостерон;
г) аскорбиновая кислота;
д) глутамин.
15. Клеточными элементами костной ткани являются:
а) остеобласты;
б) остеоциты;
в) хондроциты;
г) остеокласты;
д) коллаген.
16. Остеопороз – процесс снижения плотности и разрушения костной ткани, часто сопровождаемый переломами. По данным ВОЗ с наступлением менопаузы остеопороз встречается у каждой второй женщины. С чем это связано?
17. В клинику обратилась женщина 25 лет: низкий рост (132 см), выраженный половой инфантилизм — первичная аменорея, отсутствие вторичных половых признаков, недоразвитие внутренних гениталий. Был поставлен диагноз синдром Шершевского-Тернера (генетически детерминированное заболевание, развивающееся в результате качественного либо количественного нарушения одной половой Х-хромосомы). Почему у таких больных диагностируют еще и развитие остеопороза?
18. Выберите вещества, оказывающие влияние на метаболизм костной ткани:
а) витамин Д3;
б) паратгормон;
в) тироксин;
г) витамин А;
д) адреналин.
19. У женщины с хроническим заболеванием почек развился остеопороз.
Недостаток какого вещества является основной причиной этого осложнения?
20. У больного с хроническим гепатитом и нефритом наблюдается рахитоподобное заболевание, сопровождающееся интенсивной деминерализацией костей, несмотря на меры профилактики. Объясните механизм данного осложнения у больных, для чего укажите роль витамина D и его активной формы в организме. Почему нарушение функций печени и почек приводят к нарушению их образования?
21. Известно, что даже однократное введение глюкокортикоидов снижает уровень маркера костного синтеза – остеокальцина, а длительное их применение риводит к развитию остеопороза с вымыванием неорганического компонента костной ткани и нарушением структуры органического матрикса кости. Какова химическая природа глюкокортикоидов? В чем состоит механизм влияния данных гормонов на метаболизм костной ткани.
22. Остеобласты синтезируют белок остеокальцин, содержащий 49 аминокислотных остатков. Глутаминовая кислота в составе остеокальцина подвергается посттрансляционному карбоксилированию. Напишите данную реакцию карбоксилирования. Укажите роль витамина К в минерализации костной ткани.
Лабораторная работа
1. Определение в плазме крови и моче показателей функционального состояния соединительной и костной ткани организма.
Тема №23
Дата: 2019-03-05, просмотров: 1020.