Тема Свободнорадикальное окисление. Системы антиоксидантной защиты.

Цели занятия: сформировать представление о свободнорадикальных процессах, протекающих в организме человека, повреждающем действии свободных радикалов и системах антиоксидантной защиты.

Актуальность проблемы: согласно современным представлениям, многие жизненно важные метаболические и физиологические процессы тесно связаны со свободнорадикальным окислением. Скорость окисления и содержание свободных радикалов в биологическом материале поддерживается на определенном уровне сложной и многоступенчатой системой регуляции. При различных заболеваниях, при действии ряда физических и химических факторов, при стрессе и т.д. отмечено изменение интенсивности процессов свободнорадикального окисления, что сопровождается структурно-функциональными повреждениями биологических мембран. Поэтому, есть серьезные основания рассматривать изменение свободнорадикального окисления как типовую, неспецифическую ответную реакцию на различные воздействия, которая при определенных условиях может стать патогенетической.

На занятии рассматриваются виды свободных радикалов, пути образования и взаимодействия с субстратами окисления, также механизмы защиты от их повреждающего действия на субклеточном, клеточном и органном уровнях.

Хронометраж практического занятия:

1. Вводная беседа. Тестирование исходного уровня знаний-15 мин.

2. Собеседование по теме занятия, в том числе обсуждение информации, представленной на 2-х электрифицированных стендах, обсуждение видеофрагмента и анимации, решение ситуационных задач- 100 мин.

4. Контроль усвоения темы 15 мин.

5. Подведение итогов и задание к следующему занятию- 5 мин.

Продолжительность занятия 3 академических часа (135мин.).

Методическое и материально-техническое оснащение: схема путей образования активированных кислородных метаболитов и механизмов антиоксидантной защиты (2 электрифицированных стенда по свободнорадикальному окислению), видеофрагменты и анимации.

Содержание темы:

СВОБОДНОРАДИКАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ

1. Свободные радикалы, образование, виды.
2. Регуляция свободнорадикального окисления. Антиоксиданты.
3. Значение свободных радикалов в жизнедеятельности организма.
4. Способы профилактики и коррекции свободнорадикального окисления.
5. Методы исследования свободных радикалов.
6. Хемилюминесценция биологических систем.
7. Хемилюминесцентный анализ в биологии и медицине.

Базисные знания: из курса биологии, биофизики и органической химии студент должен знать строение биологических мембран, физико-химические реакции, протекающие внутри и вне клетки, непосредственно на биомембране; что такое свободный радикал, кислородные радикалы, липидные радикалы, вещества не являющиеся радикалами, но участвующие в свободно-радикальном окислении; субстраты окисления; вещества, обладающие антиоксидантными свойствами.

Студент должен уметь: наглядно показать наиболее распространенные формы радикалов в организме человека, содержание и некоторые характеристики кислорода и АКСС в интактной клетке, ферментативные и неферментативные окислительные реакции в ходе которых образуются различные виды свободных радикалов, последовательность реакций образования: кислородных радикалов, липидных радикалов, образование свободных радикалов при фагоцитозе, итоговое уравнение реакции перекисного окисления липидов (ПОЛ), первый, второй и третий возможных механизма образования липидных радикалов, механизм лечебного и профилактического действия антиоксидантов при некоторых заболеваниях.

Учебная карта занятия:

Вводная беседа: Ознакомить студентов с классификацией свободных радикалов по Ю.А. Владимирову.

Напомнить отличительные особенности свободных радикалов, наиболее распространенные формы свободных радикалов,

… Остановиться на механизмах образования свободных радикалов в организме:

Известно множество ферментативных и неферментативных окислительно-восстановительных реакций, в ходе которых образуются различные виды свободных радикалов. Наиболее часто встречаются следующие:

• последовательное присоединение электронов к кислороду в присутствии металлов переменной валентности;

• микросомальное и митохондриальное окисление, фагоцитоз;

• ферментативные реакции с участием гидролаз, оксидаз, дегидрогеназ;

• реакции авто окисления (глутатион, оксигемоглобин, тиолы, катехоламины, цитохромы и т.д.);

• реакции биосинтеза (простагландины, лейкотриены из арахидоновой кислоты и др.)

• окисление чужеродных соединений – ксенобиотиков, некоторых лекарственных препаратов;

• действие негативных факторов среды (физические и химические инициаторы окисления);

• фотохимические процессы;

• перекисное окисление липидов;

органических молекул, в первую очередь, ненасыщенных жирных кислот, входящих в состав липидов (перекисное окисление липидов [ПОЛ]).

.. Дать краткую характеристику о значении свободнорадикального окисления в норме и при патологии (Таблица):

…….

Дать краткую характеристику механизмов защиты от действия свободных радикалов: роль ферментов (каталаза, супероксиддисмутаза, глутатионпероксидаза, глутатионредуктаза), естественных антиоксидантов, в частности, витамины А, Е, С; β -Каротин, синтетических антиоксидантов (на примере Ионола).