Пошук по сайту


Курсова робота на тему антиоксидантні ферменти цнс при метаболічних розладах

Курсова робота на тему антиоксидантні ферменти цнс при метаболічних розладах

Сторінка1/4
  1   2   3   4



Дніпропетровський національний університет імені О. Гончара

______________Факультет біології,екології та медицини______________

(повна назва кафедри)


КУРСОВА РОБОТА




на тему

АНТИОКСИДАНТНІ ФЕРМЕНТИ ЦНС ПРИ МЕТАБОЛІЧНИХ РОЗЛАДАХ

Студента (ки) __5__ курсу ______ групи
напряму підготовки____________________

_____6.040102 біологія_________________

_____________________________________

спеціальності_____7.04010205___________

______ біохімія _______________________

___ _Горяєва Я. І. ______________

(прізвище та ініціали)
Керівник канд. біол. наук, доцент Кириченко С. В._______________________

(посада, вчене звання, науковий ступінь, прізвище та ініціали)

Кількість балів____________
Національна шкала ________
Оцінка ECTS _____________
Члени комісії : __________ ___Штеменко Н. І. ___

(підпис) (прізвище та ініціали)

__________ __Ушакова Г. О.______

(підпис) (прізвище та ініціали)

_________ ____Клименко О. Ю.__
(підпис) (прізвище та ініціали
м. Дніпропетровськ, 2012 р.

Зміст.
Вступ………………………………………………………………….…. 3

  1. Метаболічні розлади при канцерогенезі…………………………… 4

    1. Метаболічні розлади обмінів в організмі. .…………………... 6

  2. Окcидативний стрес при захворюваннях ЦНС…………………… 12

  3. Система антиоксидантного захисту……………………………….. 15

    1. Антиоксидантні ферменти нервової системи………………. 16

      1. Каталаза………………………………………………………... 17

      2. Супероксиддисмутаза……………………………………..…. 18

  4. Дослідження оксидативного стресу при канцерогенезі……….…. 19

  5. Засоби корекції оксидативного стресу при канцерогенезі. ……... 21



Заключення…………………………………………………………….. 27

Список літератури…………………………………………………....... 28

Вступ.

Перебіг метаболічних шляхів у організмі знаходиться під постійним контролем різних регуляторних систем. Однією з таких систем, дія якої реалізується на клітинному рівні, є гормональна регуляція.

Структурно-функціональна організація цієї системи, як власне і регуляція її дії, є складною і багаторівневою. Вивчення біохімічних аспектів ферментативної регуляції метаболічних процесів є необхідною і важливою складовою формування у майбутніх лікарів цілісної картини щодо дії ферментів на організм людини.

Хімізація промисловості і сільського господарства призвела до зростання дії різних хімічних чинників на організм людини і тварин. Це обумовлено значним забрудненням навколишнього середовища різними токсикантами, збільшенням вмісту нітратів і нітритів у продуктах харчування. Кожний із вказаних чинників проявляє негативний вплив на обмін речовин і функції в організмі людини і тварин, який залежить від їх дози та специфічної фізіологічні токсичної дії. Зокрема, чотирьоххлористий вуглець є сильним гепатотоксичним чинником, що викликає жирове переродження і некроз печінки [49]. В основі патогенної дії чотирьоххлористого вуглецю лежить його здатність піддаватись у печінці метаболічним перетворенням, в результаті яких утворюються високоактивні радикали (CCl3, HOCl, Cl), здатні утворювати активні форми кисню (АФК), що ініціюють процеси перекисного окиснення ліпідів (ПОЛ) та білків, викликають пошкодження клітинних мембран і макромолекул [34], вихід у цитоплазму лізосомальнихгідролаз та поступлення у кровообіг токсичних продуктів [35].

Актуальність проблеми порушення метаболізму з подальшими змінами біохімічних показників очевидна, при постійному зростанні кількості хвороб викликаних вільними радикалами та ксенобіотичними чинниками, вивчення впливу окисного стресу може відкрити метод уникнення відхилень нормальних показників крові та захворювання нервової системи пов’язаних з цим, що є досить важливим на сьогоднішній день[4].

  1. Метаболічні розлади при канцерогенезі.

Канцерогени відповідальні за виникнення до 80-90% усіх злоякісних пухлин людини. Канцерогенез в даній час більшістю дослідників розглядається як багатостадійний процес, в якому слід розрізняти 3 головні стадії: ініціацію, промоцію та прогресію. Прийнято вважати,що існують 2 типи агентів, що розрізняються за механізмами своєї дії:ініціатори та промотори. Дія ініціаторів необоротна, дія промоторів до певного моменту оборотна. Виявилося, що більшість «сильних» канцерогенів володіють і ініціюючими, і промоторними властивостями, а всі промотори, за рідкісними вийнятками, проявляють канцерогенну активність, якщо їх застосовувати у високих дозах і досить довго[25,37].

В результаті виникнення канцерогенезу головним є зміна клітинної мембрани. У пухлинних клітин зменшується площа поверхні зіткнення, зменшується кількість контактів, що забезпечують адгезивність клітинних мембран, міняється склад мембранних глікопротеїдів - коротшають вуглеводні ланцюги. У клітці починають синтезуватися, невластиві зрілим клітинам ембріональні білки, підвищується кількість фосфотірозінов. Все це призводить і до порушення властивостей контактного гальмування, підвищується лабільність, плинність мембрани. У нормі клітини, вступаючи в контакт один з одним припиняють розподіл (має місце саморегуляція процесу розподілу). У пухлинних клітинах відсутність контактного гальмування призводить до нестримної проліферації.

Атипізм енергетичного обміну проявляється в переважанні гліколізу - більш древнього шляху метаболізму. У пухлинних клітинах спостерігається негативний ефект Пастера тобто інтенсивний анаеробний гліколіз при зміні анаеробних умовах на аеробні не знижується, а зберігається (посилення гліколізу в пухлинних клітинах обумовлює їх високу виживаність в умовах гіпоксії). Пухлина активно поглинає поживні речовини. Спостерігається феномен субстратних пасток, який полягає в підвищенні спорідненості ферменту до субстрату (глюкози), в пухлинних клітинах в 1000 разів підвищується активність гексокінази. Клітини пухлини є також пасткою для білка що також призводить до кахексії.

Переважання гліколізу призводить до підвищення концентрації молочної кислоти в клітинах пухлини, характерний ацидоз, що призводить до порушення життєдіяльності самої клітини (зона некрозу розташована звичайно в центрі пухлини).[27]

Атипізм регуляції росту і диференціювання пухлинних клітин. Процеси зростання, диференціювання розподілу в нормі знаходяться під контролем центральної ендокринної регуляції, яка здійснюється соматотропний гормоном, гормонами щитовидної залози, інсуліном. Крім цих загальних факторів, в кожної тканини існують свої чинники зростання і диференціювання (чинник зростання епідермісу, тромбоцитарний фактор, інтерлейкін). Індукція зростання і диференціювання починається з взаємодії чинника зростання з рецептором чинника зростання на клітинній мембрані (в пухлинної клітці цей етап може бути порушений). На наступному етапі утворюються вторинні посередники - циклічний аденозин і гуанозинмонофосфат, причому для нормального росту і диференціювання характерне переважання циклічного аденозинмонофосфату (цАМФ). Освіта циклічного гуанозинмонофосфату поєднується з посиленням проліферації. У пухлинних клітинах це типова ознака. На наступному етапі утворюються активні протеїнкінази, функція яких фосфорилування клітинних білків. У нормі протеїнкіназифосфорилируют білки по серин, треонін, гістидин. У пухлинної тканини протеїнкіназитирозизалежні, тобто фосфорилування білків йде по тирозину. Стимуляція проліферації пов'язана з утворенням білків, фосфорильованих по тирозину. [28, 38]

Регуляція росту і диференціювання пухлинної клітини пов'язана також з кальцій-залежної протеїнкінази. У нормі кальцій-залежна протеїнкіназа виконує функцію модулятора, на врівноважує процеси росту і диференціювання. Для пухлинної клітини завжди характерна гіперреактивністьпротеїнкінази, при цьому вона виконує роль індуктора проліферації, вона стимулює утворення фосфотирозину і підсилює безконтрольне розмноження клітин. [29,30,31].

    1. Метаболічні розлади обмінів в організмі.

Для процесу метаболізму важливі не тільки внутрішні процеси синтезу - розщеплення органічних речовин, але і правильно сформоване збалансоване харчування, що поставляє організму всі необхідні матеріали для саморегенерації, а так само важливий рівень витрати енергії, що виробляється організмом.

Недооцінка метаболізму може привести до масивних розладах у всіх життєво важливих системах людського організму. Більшість проблем серцево-судинної системи, травної системи починаються з порушення метаболізму. Рекомендації грамотного дієтолога в комплексі з широким обстеженням можуть допомогти не тільки виявити існуючі проблеми, але й уникнути можливих проблем в майбутньому[3].

Потрапляючи в наш організм, білки спочатку виявляються в ротовій порожнині, де ферменти слини нічого з ними вдіяти не можуть, і потім потрапляють у шлунок. У шлунку, виділяється шлунковий сік, який містить найрізноманітніші ферменти, соляну кислоту і деякі інші речовини. Завдяки багатому набору ферментів, більшість білків перетравлюються там. Деякі амінокислоти, отримані в результаті травлення, використовуються для синтезу білків організму, а інші перетворюються на глюкозу. Ферменти які розщеплюють білки називаються протеазами.

Виражений дефіцит інсуліну супроводжується негативним азотистим балансом і різким білковим виснаженням. При ювенільному інсулін – залежному діабеті частим ускладненням у разі некомпенсованого захворювання є затримка росту. Такі порушення не викликають подиву, бо інсулін, якщо він присутній у нормальних кількостях, стимулює синтез білка і поглинання амінокислот м'язами і гальмує витрати білка і вивільнення амінокислот м'язовою тканиною [11].

Порушення білкового обміну позначаються і на глюконеогенезі, оскільки зайва продукція глюкози при діабеті, що супроводжується кетозом частково залежить від підвищення утилізації, утворюються з білка попередників. При інсулінозалежному діабеті з легко або помірно вираженої гіперглікемії змінюється вміст амінокислот в крові, їх поглинання печінкою і вивільнення м'язами. При спонтанному діабеті неодноразово відзначали зниження концентрації (аланіну) у плазмі і підвищення концентрації амінокислот. Незважаючи на зниження рівня аланіну в плазмі, поглинання цієї глюкогенной амінокислоти та інших попередників глюкози печінкою збільшується в 2 рази і більше. Внаслідок такого підвищення поглинання субстратів на частку глюконеогенеза доводиться більше 30-40% від загальної продукції глюкози печінкою, тоді як у здорової людини ця величина складаючи 15-20%.

Порушення білкового обміну при діабеті посилюються тим, що амінокислоти, захоплені м'язовою тканиною, не включаються до білків, а переважно розпадаються. Гальмування синтезу білка з амінокислот є передумовою для утворення з них вуглеводів. При цукровому діабеті утворення вуглеводів з білка, значно збільшується. Неоглюкогенез з білка збільшується під впливом АКТГ і глюкокартикоідів. Зміна нейроендокринної регуляції обмінних процесів призводить до порушення білкового складу плазми крові. Це виражається в зменшенні вмісту альбумінів, підвищення альфа-2, В-і Y-глобулинів.

Порушується обмін глікопротеїдів, що проявляється в підвищенні в сироватці крові альфа-2-глікопротеїдів, а також гексод, пов'язаних з білками. Порушення обміну глікопротеїдів обумовлено, з однієї сторони, дефіцитом інсуліну, а з іншого - порушенням функції гіпофіза, наднирників і статевих залоз. В процесі перетворення білка у вуглеводи утворюється аміак, сечо-вина та інші продукти розпаду. У зв'язку з цим при неізлікованим або де-компенсованому ЦД виникає гіперазотемії з подальшою гіперазотуріею. Остання обумовлена ​​посиленим утворенням аміаку як у печінці, так і в нирках з глютамина [11].

Як і білки, ліпіди починають розкладатися тільки в шлунку, та й то - далеко не всі ліпіди, а тільки найпростіші. Далі розкладання ліпідів відбувається в кишечнику. Потрапляючи в кишечник, їжа, змочена слиною і шлунковим соком, піддається дії кишкового соку, жовчі, соку підшлункової залози, тут же відбувається всмоктування продуктів переварювання в кровоносні і лімфатичні капіляри[8].

Основним запасним джерелом енергії в організмі є жири. У міру необхідності жири з жирної тканини надходять у вигляді не естерифікованних (вільних) жирних кислот (ВЖК) в кров, а потім в печінку. Після розпаду в печінці жири використовуються тканинами як енергетичного матеріалу. Тригліцериди, що надійшли в кров з жирових депо, комплексуються в печінці з А - і В - глобулінами і виходять з неї в складі А - і В - ліпопротеїдів. Порушення ліпідного обміну виникає при діабеті частіше вторинного – але, в результаті первинних змін в обміні вуглеводів. При декомпенсованому діабеті часто підвищується вміст у плазмі СЖК, тригліцеридів і холестерину[9].

Збільшення концентрації ВЖК є наслідком їх посиленого визволення з жирових депо, тому що швидкість утворення нових жирних кислот у хворих на діабет знижена. Посилення ліполізіу відбувається в результаті випадіння нормального гальмівного виділення інсуліну на гормончутливуліпозу в жировій тканині. Крім того зниження утилізації глюкози призводить до зменшення вмісту гліцерин-3-фосфату, необхідного для реестерифікаціі жирних кислот в самій жировій клітині[37].

Механізм гіпергліцедимії при діабеті складніший. У нормі багаті триглицеридамиліпопротеїни потрапляють у плазму або у вигляді хіломікронів, що утворюються з жиру, що міститься в їжі, або у вигляді ліпопротеїнів дуже низької щільності (ЛПДНЩ), синтезованих в печінці і кишечнику. Вивільнення жирних кислот з тригліцеридів обох видів і їх поглинання жировою тканиною залежать від липопротеїнової ліпази, що міститься в ендотелії капілярів і активізується за рахунок інсуліна. При невилікованім або недостатньо компенсованому діабеті зниження активності ліпопротеїнової ліпази обумовлює підвищення рівня тригліцеридів в плазмі, що впливає на зміст хіломікронів, ЛПДНЩ або частіше обох кланів ліпопротеїдів[4,7].

Відносно низькі рівні антиоксидантних ферментів і вільного кисню в метаболізмі призводять до утворення численних окисних пошкоджень ДНК в тканинах центральної нервової системи. Накопичення пошкоджень в ДНК, у зв'язку з безперервним генотоксичними стресом, було пов'язано зі старінням і розвитком різних нейродегенеративних захворювань. Різні шляхи розвитку репаціі ДНК успішно діють на пошкоджену ДНК і запобігають нестабільність геному. Переважним і основним з таких шляхів репарації ДНК для видалення дрібних пошкоджень бази ДНК є білкова експозиційна база репарацій [3].

Порушення нейронів виникає не тільки через порушення окисного фосфорилювання в мітохондріях і недоліку субстратів окислення (особливо глюкози), що приводить до зниження утворення макроергів (АТФ, АДФ, креатинфосфату), але і через розлади використання цих вкрай необхідних для життєдіяльності нервової тканини енергетичних речовин. Потреба ж нейронів (особливо кори мозку) в енергозабезпеченні найвища у порівнянні з усіма іншими клітинами організму людини.

Виникає в результаті розвитку різних видів гіпоксії (тканинної, дихальної, циркуляторної, гемічної і ін), особливо при повьппеніі потреби нейронів у кисні. В силу високої чутливості нейронів (особливо кори великих півкуль головного мозку) до гіпоксії досить швидко розвиваються порушення свідомості, умовних і безумовних рефлексів, тромозних механізмів, виникають дегенеративно-дистрофічні процеси в нервових структурах. Інтенсивна гіпоксія не тільки супроводжує, але й підсилює багато форм патології мозку. У той же час помірна, незначна гіпоксія може активізувати метаболічні процеси в нейронах, підвищувати їх трофічний і пластичний потенціал, а також їх адаптацію, резистентність і працездатність.

Неврологічні і психіатричні захворювання з ознаками окислювального стресу:

- Синдром дефіциту уваги і гіперактивності

- Аутизм

- Атеросклероз

- Хвороба Альцгеймера

- Деменція (старече слабоумство)

- Депресія

- Невроз

- Розсіяний склероз Синдром хронічної втоми Хвороба Хантінгтона

- Шизофренія.

На сучасному етапі дослідження патогенезу захворювань і пошкоджень нервової системи здійснюється з загальнобіологічних позицій. У результаті склалася думка про загальні механізми формування патологічного процесу при цих станах. Слід зазначити, що багато вивчені шляхи ураження нервової системи є надлишковим виразом існуючих в рамках нормального гомеостазу реакцій, що може бути обумовлено як екзогенними, так і ендогенними причинами. Звертає на себе увагу, що загальні механізми захворювань нервової системи можуть реалізуватися на різних етапах патологічного процесу. Слід також зазначити, що більшість з цих даних отримано в експериментальних умовах, у зв'язку з чим перенесення їх на патологію людини обмежений і вимагає надзвичайної обережності.

В даний час є загальновизнаним те, що ключовий фактор патогенезу захворювань нервової системи - загибель нейрона, може бути двох видів: програмована клітинна смерть (апоптоз) і патологічна клітинна смерть (некроз). При цьому припинення життєдіяльності клітини в процесі апоптозу і некрозу мають чіткі морфологічні відмінності.

Прикладом програмованої смерті нейронів служить їх загибель в процесі ембріогенезу. Все більш очевидною стає роль апоптозу як при гострих захворюваннях і ушкодженнях нервової системи (ішемія, травма), так і при нейродегенеративних хворобах (хвороба Альцгеймера, бічний аміотрофічний склероз, хвороба Паркінсона).

Регуляція апоптозу в нервовій системі здійснюється численними сигнальними системами. Причому шляху реалізації цього процесу можуть бути різними: модуляція активності ферментів, модуляція факторів транскрипції (р 53, АР-1, NF-кВ), пряма активація генів раннього негайної відповіді (c-jun, c-fos).[4, 39, 40]

Прикладом програмованої смерті нейронів служить їх загибель в процесі ембріогенезу. Все більш очевидною стає роль апоптозу як при гострих захворюваннях і ушкодженнях нервової системи (ішемія, травма), так і при нейродегенеративних хворобах (хвороба Альцгеймера, бічний аміотрофічний склероз, хвороба Паркінсона).Апоптоз являє собою актуальну проблему сучасної біології. Безсумнівно, що активні метаболіти кисню (АКМ) і окислювальні реакції з їх участю в тій чи іншій мірі беруть участь в цьому процесі. Передбачається, що в результаті апоптозу вибраковуються клітини з аномально високим рівнем продукції АКМ [48]. Разом з тим питання участі АКМ в процесі апоптозу не можна вважати вирішеним, так як показано, що в деяких випадках процес протікає навіть в анаеробних умовах, для яких характерне істотне зниження продукції АКМ [16]. Здавалося б, цей факт може служити прямим доказом доповнюючої (вторинної) ролі окисного стресу в індукції апоптозу. Однак нефізіологічность умов культивування аеробних клітин в безкисневих умовах не дозволяє прийняти цей факт за безумовний.

Апоптоз відіграє істотну роль у багатьох патологіях людини. Спостережувана у людей з генетичними дефектами НАДФН-оксидази знижена здатність нейтрофілів до запрограмованої загибелі служить причиною незавершеності запального процесу і формування хронічних гранульом.

Некроз клітини - тип клітинної смерті, принципово відмінний від упорядкованого припинення життєдіяльності в процесі апоптозу розвиваються нейронів. Причиною цього процесу можуть стати різні патогенні фактори: гіпоксія, токсемія, гіпертермія та ін При некрозі спостерігаються вакуолізація, різке набухання клітин, що завершується лізисом.

В останні роки встановлено, що гени, які мають значення в механізмах розвитку апоптозу, беруть участь і при формуванні нейронального некрозу. Так, показано, що ВС1-2 інгібує некроз.[4]   Передбачається, що цей ген регулює внутрішньоклітинні процеси, в одних випадках призводять до апоптозу, в інших - до некрозу. Інший антиапоптотическое ген Bcl-XL пригнічує не тільки апоптоз, але і некротическую загибель нейронів при гіпоксії. Інгібітори ICE протеаз також здатні загальмувати розвиток не тільки апоптозу, але і деякі форми некрозу. Це передбачає наявність загальних механізмів загибелі клітини як при апоптозу, так і некрозі[25].

Механізми загибелі нервової клітини при нейродегенеративних захворюваннях здійснюються, головним чином, за механізмом апоптозу; при гострих захворюваннях і ушкодженнях нервової системи в основному по шляху некрозу. Реалізація цих ефектів пов'язана із зміною експресії ряду онкогенів у зв'язку з розвитком реакцій окислювального стресу та ексайтотоксічності, що є одним із загальних механізмів пошкодження нервової системи при різних патологічних станах.

  1   2   3   4

поділитися в соціальних мережах



Схожі:

Курсова робота на тему: «Епічний театр Бертольда Брехта»
Висновки

Курсова робота на тему: Природно-ресурсний потенціал І розміщення...
Потенціалу Донецького району

Курсова робота на тему: Біосенсори. Використання в медицині
Днк, клітинні органели, клітини чи шматочки тканин) поєднаний з перетворювачем (електрохімічним, оптичним, калориметричним чи акустичним)(34)....

Курсова робота на тему
Душа в реаліях та міфах. Одним з найпоширеніших є визначення психології як науки про душу. Проте сам термін І поняття «душа» виникли...

Курсова робота на тему
Душа в реаліях та міфах. Одним з найпоширеніших є визначення психології як науки про душу. Проте сам термін І поняття «душа» виникли...

Курсова робота
Фактори росту гемопоетичних клітин є великою групою речовин, що синтезуються в організмі людини багатьма органами. Їх було відкрито...

Курсова робота на тему: «Геноми, їх оргнанізації»
Велика частина ДНК еукаріотичних клітин представлена некодуючими («надмірними») послідовностями нуклеотідів, які не містять в собі...

Курсова робота
Розділ теоретичні розробки вітчизняних вчених щодо причин І проявів девіантної поведінки

Курсова робота
Розділ І. Теоретичний аналіз впливу ідентичності особистості на вибір статево-рольової поведінки у сімейних відносинах

Курсова робота
Сп дало змогу зрозуміти причини таких хвороб, як панкреатити, гемофілія, емфізема, що створило теоретичний базис для їх лікування....



База даних захищена авторським правом © 2017
звернутися до адміністрації

b.lekciya.com.ua
Головна сторінка