ЗАДАЧИ К ЭКЗАМЕНУ ПО БИОХИМИИ ДЛЯ СТУДЕНТОВ 2-ГО КУРСА ПЕДИАТРИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА (2015-16 уч. год)
Задача 1. В стационар поступил ребенок 6 месяцев с жалобами на рвоту, боли в животе, диарею, судороги. Ребенок до этого времени находился на грудном вскармливании. После введения прикорма (яблочный сок) через тридцать минут началась рвота, ребенок забеспокоился, заплакал, появился понос и судороги. Из лабораторных данных выявлены: гипогликемия, гипофосфатемия, фруктоземия. Для ответа: А) Как называется это заболевание? б) Врожденное отсутствие каких ферментов является причиной данной патологии? в) Избыток какого фермента наблюдается в тканях, приводящих к метаболическому нарушению? г) По какому типу передается заболевание? е ) Основной метод лечения. Прогноз.
Задача 2. У детей перенесших сердечно – легочную реанимацию, при контроле системы гемостаза отмечали угнетение Хагеман - зависимого фибринолиза. К каким последствиям приведет нарушение Хагеман – зависимого фибринолиза? Для ответа: а ) опишите механизмы активации фактора XII; б ) объясните значение фактора XII в свертывании крови и фибринолизе.
Задача 3. К концу XIX века у гемофилии сложилась «приличная королевская родословная». Этой болезнью страдали итальянские князья, французские короли, а затем через английскую королеву Викторию и ее детей - испанские инфанты и, наконец наследник российского престола цесаревич Алексей. Охарактеризуйте это заболевание. Для ответа: а) назовите причину разных видов гемофилий; б) укажите роль недостающих факторов в прокоагулянтном и контактном путях свертывания крови, объяснив механизм образования тромбина; в) изложите, какие способы лечения этого заболевания вам известны; г) объясните причину возникновения болезни.
Задача 4. Одно из тяжелейших наследственных заболеваний муковисцидоз, вызванного мутацией в гене белка, обеспечивающего транспорт ионов хлора через апикальную часть мембраны эпителиальных клеток. Появляется в детском возрасте системной дисфункцией экзокринных желез. Вследствие нарушения структуры этого белка анионы хлора задерживаются в клетке. Повышение концентрации CI усиливается приток в клетку Na+ и воды, тем самым обезвоживая секрет, продуцируемой экзокринными железами. Увеличения вязкости секрета закупоривает протоки эндокринных желез. Поражаются, те органы, в эпителиальных клетках которых нарушена функция хлорных каналов. Это – верхние и нижние дыхательные пути, потовыводящие протоки, выводные протоки слюнных желез, поджелудочной железы, желчевыводящие пути, кишечник, семявыводящие протоки у мальчиков. Одной из часто поражаемых структур печени являются желчевыводящие пути; у всех больных муковисцедозом при УЗИ выявляется картина холестаза, на этом фоне у 15% больных развивается желчнокаменная болезнь. Объясните причину возникновения болезни. Для этого: а) назовите основной компонент желчи, поддерживающий холестерол в растворенном состоянии, представьте схему его синтеза; б) опишите механизм образования желчных камней; в) предложите варианты лечения.
Задача 5. Болезнь Хартнупа – наследственная ферментопатия обмена триптофана. Заболевание вызвано дефектом в структуре переносчика аминокислот щеточной каемки тощей кишки и нарушением триптофана и продуктов его обмена в почках. Патология проявления мозжечковой атаксией, пеллагроподобными изменениями кожи, аминоацидурией, повышенным содержанием в моче индикана и индольных соединений. У больного возникает недостаток триптофана в организме и нарушается образование из него биогенного амина и одного из витаминов. Какие жизненно важные процессы нарушаются при данном заболевании? Для ответа: а) напишите схему синтеза серотонина и укажите, предшественником какого гормона он считается; б) назовите витамин который образуется из триптофана; в) вспомните, в состав какого кофермента он входит; г) приведите пример ферментов, для работы которых необходим этот кофермент.
Задача 6. Синдром Фанкони – заболевание, при котором поражаются проксимальные извилистые канальцы нефронов. Может быть наследственным или приобретённым, чаще встречается у детей. Основной симптом выражается в выделении мочи, содержащих большое количество различных аминокислот, глюкозы, и фосфатов(несмотря на то, что содержащие в крови этих веществ остается нормальным). У больных детей развивается рахит. Почему нарушается минерализация растущих костей и развивается рахит? Как у детей поддерживается нормальная концентрация фосфатов в крови? Для ответа: а) укажите гормоны которые регулируют обмен фосфатов и кальция в организме; б) объясните, каким образом у больных детей поддерживается нормальная концентрация фосфатов; в) назовите гормон, синтез и секреция которого повышены у больного ребенка; представьте схему его образования; г) опишите механизм действия гормона и развития данной патологии.
Задача 7. У новорожденных до 6 месяцев сильно развита бурая жировая ткань. Она содержит запасы ТАГ и гликогена, много митохондрий, во внутреннюю мембрану которых встроен белок термогенин (разобщитель процессов окислительного фосфорилирования). В отличие от белой жировой ткани, в бурых жировых клетках жирные кислоты, образующиеся в результате липолиза, непосредственно вступают в реакции в – окисления. Объясните, каким образом бурая жировая ткань обеспечивает термогенез новорожденных. Для этого: а) укажите различие в судьбе продуктов гидролиза ТАГ в белой и бурой жировой тканях; б) напишите схему метаболического пути обмена жирных кислот; рассчитайте выход АТФ для пальмитиновой кислоты; б) представьте схему ЦПЭ, укажите роль этого процесса в поддержании температуры человека и вклад разобщителей окислительного фосфорилирования; г) сделайте вывод, в какой форме происходит выделение жирных кислот в бурой жировой ткани в связи с особенностями ее строения.
Задача 8. Родители 5-летней девочки обратились к эндокринологу за консультацией. При обследовании у ребенка отмечены проявления вторичных половых признаков: гипертрофия мышц, избыточное оволосение, снижение тембра голоса. В крови повышен уровень АКТГ. Врач диагностировал андреногенитальный синдром. Обоснуйте диагноз врача. Для этого: а) представьте схему синтеза стероидных гормонов, назовите их и укажите их функции; б) назовите ферменты, недостаточность которых является причиной этих симптомов; в) укажите, синтез каких кортикостероидов увеличивается при этой патологии; г) почему повышена концентрация АКТГ.
Задача 9. У новорожденных детей в области шеи и верхней части спины имеется особая жировая ткань (бурый жир), содержащая большое количество митохондрий. Коэффициент Р/О < 1. а) назовите комплексы цепи переноса электронов в митохондриях; б) что такое трансмембранный электрохимический потенциал? в) какой процесс называется окислительным фосфорилированием? г) что такое коэффициент Р/О, его максимальное значение? д) Какой разобщитель присутствует в митохондриях бурой жировой ткани?
Задача 10. У ребенка младшего возраста с нормальным развитием появилась стойкая диарея, рвота, боли в животе после приема пищи. Исключение из рациона молока не дало положительного результата. После нагрузки сахарозой уровень глюкозы повышался незначительно. а) в чем причина наблюдаемых симптомов? б) К какой группе углеводов относится сахароза? Состав сахарозы; укажите тип связи; в) напишите уравнение реакции, катализируемой ферментом.
Задача 11. У четырехмесячного ребенка выражены явления рахита. Расстройство пищеварения не отмечается. Проявления заболевания уменьшилось после проведения адекватной терапии и пребывания на солнце. а) С недостаточностью какова витамина это может быть связано? б) Какова биологическая роль этого витамина? в) В каких продуктах высоко содержание этого витамина? г) Возможен ли синтез этого витамина в организме человека? д) Каковы симптомы гипервитаминоза для этого витамина?
Задача 12. У обследуемого ребенка плохой аппетит, тошнота. Прием молока вызывает рвоту, а переодически – понос. Наблюдается отставание в росте, отмечается потеря в весе, задержка в умственном развитии. а) Недостаточность какого фермента вызывает указанную патологию? б) к какому классу относится этот фермент? в) напишите реакцию, катализируемую этим ферментом? г) какие изменения показателей плазмы крови характерны для этой патологии? д) Какова причина развития катаракты при этой патологии?
Задача 13. При обследовании девочки 3 лет с прогрессирующим отставанием умственного развития было обнаружено повышенное содержание фенилпирувата в моче. Содержание фенилаланина в крови было повышено. а) для какого заболевания характерно в моче фенилпирувата? б) в чем причина его возникновения? в) как часто возникает это заболевание? г)напишите схему превращений фенилаланина при данном заболевании? д) Какие рекомендации можно дать людям с данным заболеванием?
Задача 14. В одну из клиник обратились родители, тринадцатилетний сын которых страдал болезнью Гирке – одной из форм гликогеноза вызванного недостаточностью фермента глюкозо-6-фосфатазы. У подростка появились сильные боли в суставах. В результате обследования был поставлен диагноз сопутствующего заболевания – «подагра» и назначено лечение аллопуринолом. Через некоторое время этот же больной был госпитализирован с жалобами на боли в сердце, ЖКТ и почках, утомляемость и ослабление иммунитета. В моче была обнаружена высокая концентрация оротовой кислоты. Врачи поставили новый диагноз «оротацидурия» и дополнительно назначили лекарственный препарат уридин. Объясните, каким образом недостаточность глюкозо-6-фосфатазы могла стать причиной подагры. Почему лечение аллопуринолом может привести к оротацидурии? а) представьте схемы процессов, показывающих взаимосвязь болезни Гирке с развитием подагры; б) на схеме синтеза пиримидиновых нуклеотидов укажите, ингибирование какой реакции приводит к оротацидурии и каким образом уридин может улучшить состояние больного?
Задача 15. Двум новорожденным, имеющим симптомы желтухи, педиатр порекомендовал провести сеансы фототерапии. У одного состояние улучшилось. Второму облучение не помогло, поэтому ему назначили фенобарбитал. Однако и такое лечение оказалось неэффективным, и у ребенка появились симптомы энцефалопатии. Обоснуйте рекомендации врача и объясните результаты лечения. Для этого: а) опишите возможные причины возникновения «физиологической» желтухи новорожденных. б) укажите, как изменяется концентрация билирубина в крови, стеркобилина и уробилина в кале и моче больных детей; в) поясните механизм лечебного действия фототерапии и фенобарбитала и напишите схему реакции, на скорость которой влияет это лекарство; г) перечислите возможные причины желтухи у второго новорожденного.
Задача 16. У недоношенного ребенка, родившегося за 2 месяца до срока, педиатр наблюдал нарушение дыхания, цианоз и после обследования поставил диагноз «респираторный дистресс-синдром». Причина этого состояния —недостаточное образование сурфактанта - гликолипопротеина, покрывающего внутреннюю поверхность альвеол и предотвращающего их слипание во время выдоха. Основной липидный компонент сурфактанта—дипальмитоилфосфатидилхолин, синтез которого происходит на 32—40-й неделе внутриутробного развития. Почему в состав фосфатидилхолина сурфактанта входят 2 молекулы пальмитиновой кислоты, а в молекулах фосфатидилхолинов, входящих в состав всех мембран клеток организма, находится большое количество полиеновых кислот? Для ответа: а) напишите формулу дипальмитоилфосфатидилхолина; б) объясните, какие неферментативные химические реакции могут происходить в радикалах полиеновых жирных кислот в присутствии кислорода; в) назовите этот процесс и напишите соответствующие реакции; г) опишите влияние этого процесса на свойства молекул фосфатидилхолина и мембран в целом; д) объясните, почему такие реакции не происходят с радикалом пальмитиновой кислоты.
Задача 17. В больницу доставлен пациент, 12 лет страдающий сахарным диабетом 1-го типа, с жалобами на сильные отеки в нижних конечностях и по всему телу, а также на утомляемость и слабость. В ходе клинического исследования у больного была выявлена протеинурия (более 500 мг/сут), гипоальбуминемия, после чего был поставлен диагноз «нефропатия» — одна из основных форм диабетических микроангиопатий. Какие нарушения метаболизма привели к снижению скорости клубочковой фильтрации и, как следствие, к диабетической нефропатии? Для ответа: а) назовите причину инсулинзависимого сахарного диабета и перечислите метаболиты, концентрация которых в крови и моче повышена у таких больных; б) обоснуйте основные симптомы сахарного диабета, отражающие нарушения углеводного, белкового и жирового обменов;
в) объясните механизмы развития поздних осложнений инсулинзависимого сахарного диабета, вызывающих изменения в клубочковом аппарате почки.
Задача 18. Родители семимесячного мальчика обратились к педиатру с жалобами на беспокойное состояние ребенка, плохой аппетит, кровоточивость десен, кровянистые выделения из носа, отеки конечностей. При обследовании в моче были обнаружены эритроциты. Педиатр поставил диагноз «синдром Меллера—Барлоу» (авитаминоз С у детей). Почему недостаток витамина С приводит к возникновению заболевания с подобными симтомами? Для ответа: а) назовите основной структурный белок межклеточного матрикса, перечислите особенности его аминокислотного состава и структурной организации; б) напишите реакцию гидроксилирования пролина и лизина, укажите кофакторы этой реакции; в) объясните значение этой реакции для формирования нормальных молекул основного белка межклеточного матрикса;г) ответьте на основной вопрос задачи.
Задача 19. Липопротеины двух типов — низкой плотности (ЛПНГ1) и высокой плотности (ЛПВП) выполняют важнейшие функции в обмене холестерола. От соотношения их концентраций в крови зависит риск развития атеросклероза и его последствий — инфаркта миокарда и инсульта. Какова роль этих липопротеинов в обмене холестерола? Для ответа: а) представьте схему участия ЛГ1НП в транспорте холестерола; б) изобразите схему, показывающую роль ЛПВП в транспорте холестерола; в) напишите реакцию, катализируемую лецитинхолестеринацилтрансферазой, и объясните значение этого фермента для функции, выполняемой ЛПВП; г) напишите формулу расчета коэффициента атерогенности и укажите его нормальное значение.
Задача 20. В организме плода синтезируется фетальный Нb (НbF), который с 6 мес внутриутробной жизни становится основным белком эритроцитов. В эритроцитах взрослого человека преобладает НbА, который замещает НbF после рождения ребенка. Четвертичная структура НbF представлена двумя б - и двумя г-субъединицами. В отличие от НbА, НbF имеет большее сродство к кислороду. Какие структурные особенности НЬF определяют его более высокое сродство к кислороду и какое физиологическое значение это имеет? При ответе: а) дайте определение понятию «четвертичная структура белков» и опишите четвертичную структуру НbА и НbF; б) объясните понятие «аллостерические лиганды белков» и назовите аллостерический лиганд, регулирующий сродство Нb к кислороду; напишите его формулу и подсчитайте заряд; в) сравните участки взаимодействия в молекулах НbА и НbF с аллостерическим лигандом, объясните различия в его связывании; г) укажите физиологическую роль более высокого сродства НbF к кислороду и объясните значение замещения НbF на НbА сразу после рождения ребенка.
Задача 21. У больного гриппом ребенка отмечаются головокружение, тошнота, судорожные припадки. Содержание аммиака в крови составляет 1,0 мг/дл. Известно, что вирус гриппа оказывает повреждающее действие на гепатоциты, в том числе подавляя синтез карбамоилфосфатсинтетазы. Для объяснения молекулярных механизмов развития указанных симптомов: а) укажите концентрацию аммиака в сыворотке крови в норме; б) напишите схему основного процесса обезвреживания аммиака в печени, отметьте реакцию, скорость которой снижается при гриппе; в) перечислите вещества, которые накапливаются в крови больного; г) опишите механизмы токсического действия аммиака; укажите, для каких клеток токсическое действие NH3 наиболее опасно; д) предположите, какую диету можно рекомендовать в данной ситуации.
Задача 22. Сульфаниламидные препараты применяют для лечения бактериальных инфекций. Объясните, почему они обладают антибактериальным действием, не оказывая при этом цитостатического влияния на клетки человека. Для ответа: а) напишите схему образования коферментов — производных фолиевой кислоты; б) перечислите составные части молекулы фолиевой кислоты; в) приведите общую структуру сульфаниламидов, объясните механизм их действия; г) перечислите процессы, которые нарушаются в бактериальных клетках при введении сульфаниламидных препаратов; д) объясните, почему сульфаниламиды неэффективны в средах, где много ПАБК (гной, продукты тканевого распада).
Задача 23. У новорожденного содержание фенилаланина в крови составляет 34 мг/дл (норма — 1,4-1,9 мг/дл), содержание фенилпирувата в моче — 150 мг/сут (норма — 8—10 мг/сут). Какой патологии соответствуют результаты анализа крови и мочи? Для ответа: а) приведите схему процесса катаболизма фенилаланина, протекающего в печени здоровых людей, назовите ферменты, кофермент; б) укажите реакцию, которая блокирована при данном заболевании; в) напишите схему процесса катаболизма фенилаланина, приводящего к накоплению токсичных веществ у данного ребенка; г) назовите данное заболевание, опишите его формы.
Задача 24. У мальчика 4 лет снижена способность к выполнению физической работы. При исследовании биоптата мышц обнаружено, что концентрация карнитина в ткани меньше нормы в 4 раза. В цитозоле клеток мышц обнаружены вакуоли жира. Каковы возможные причины такого состояния пациента? Для ответа: а) напишите реакции метаболического пути, который нарушену данного больного; б) опишите роль карнитина в этом процессе, представив соответствующую схему; в) объясните молекулярные механизмы, которые привели к накоплению жира в миоцитах при этом заболевании.
Задача 25. В больницу доставлен пациент, 12 лет страдающий сахарным диабетом I типа, с жалобами на сильные отеки в нижних конечностях и по всему телу, а также на утомляемость и слабость. В ходе клинического исследования у больного была выявлена протеинурия (более 500 мг/сут), гипоальбуминемия, после чего был поставлен диагноз «нефропатия» — одна из основных форм диабетических микроангиопатий. Какие нарушения метаболизма привели к нарушению клубочковой фильтрации и, как следствие, к диабетической нефропатии? Для ответа: а) назовите причину инсулинзависимого сахарного диабета и перечислите метаболиты, концентрация которых в крови и моче повышена у таких больных; б) обоснуйте основные симптомы сахарного диабета, отражающие нарушения углеводного, белкового и жирового обменов; в) объясните механизмы развития поздних осложнений инсулинзависимого сахарного диабета, вызывающих изменения в клубочковом аппарате почки.
Задача 26. Родители семимесячного мальчика обратились к педиатру с жалобами на беспокойное состояние ребенка, плохой аппетит, кровоточивость десен, кровянистые выделения из носа, отеки конечностей. При обследовании в моче были обнаружены эритроциты. Педиатр поставил диагноз «синдром Меллера—Барлоу» (авитаминоз С у детей). Почему недостаток витамина С приводит к возникновению заболевания с подобными симптомами? Для ответа: а) назовите основной структурный белок межклеточного матрикса, перечислите особенности его аминокислотного состава и структурной организации; б) напишите реакцию гидроксилирования пролина и лизина, укажите кофакторы этой реакции; в) объясните значение этой реакции для формирования нормальных молекул основного белка межклеточного матрикса; г) ответьте на основной вопрос задачи.
Задача 27. У новорожденного в роддоме обнаружили на пеленках темные пятна. Анализ мочи показал наличие большого количества гомогентизиновой кислоты. Объясните возможную причину наблюдаемого нарушения. Для ответа: а) назовите соединения, придающие моче больного темный цвет, укажите, при каком заболевании наблюдается такой симптом; б) напишите схему метаболического пути, в котором гомогентизинат является промежуточным метаболитом, укажите ферменты и кофакторы; в) на схеме покажите реакцию, снижение скорости которой приводит к болезни; г) предположите, какого типа мутации в гене этого фермента могут привести к данной патологии.
Задача 28. В моче больного обнаружено большое количество гомогентизиновой кислоты. Кожа имеет серовато-коричневый цвет, подмышечные впадины сине-зеленые, ногти твердые, ломкие, с синевато-коричневыми полосами, на лице вокруг глаз точечная черная пигментация. На ушных раковинах — темно-коричневые бугорки, нарушение слуха. Отмечается слабая подвижность позвоночника. Каковы молекулярные причины наблюдаемых нарушений? Для ответа. а) назовите заболевание, при котором наблюдаются такие симптомы; б) укажите причину заболевания и перечислите другие его проявления; в) напишите схему процесса, приводящего к образованию гомогентизиновой кислоты, и укажите реакцию, нарушение которой вызывает данную патологию.
Задача 29. У детей с синдромом Леша-Нихана наблюдается тяжелая форма гиперурикемии, сопровождающаяся появлением тофусов, уратных камней в мочевыводящих путях и серьезными неврологическими отклонениями. С потерей активности какого фермента связано развитие заболевания? Для ответа: а) напишите реакции, которые не происходят у больных при указанной патологии, укажите название фермента, активность которого нарушена у таких больных; б) объясните причину гиперурикемии и представьте схему процесса, активация которого приводит к накоплению уратов; в) укажите, какой лекарственный препарат может снизить содержание мочевой кислоты в крови этих детей и каков механизм его действия.
Задача 30. Сульфаниламидные препараты применяют для лечения бактериальных инфекций. Объясните, почему они обладают антибактериальным действием, не оказывая при этом цитостатического влияния на клетки человека. Для ответа: а) напишите схему образования коферментов — производных фолиевой кислоты; б) перечислите составные части молекулы фолиевой кислоты; в) приведите общую структуру сульфаниламидов, объясните механизм их действия; г) перечислите процессы, которые нарушаются в бактериальных клетках при введении сульфаниламидных препаратов; д) объясните, почему сульфаниламиды неэффективны в средах, где много ПАБК (гной, продукты тканевого распада)
