Биохимия детского возраста. Введение в дисциплину. Энзимология детского возраста презентация

УЧЕБНЫЙ ПЛАН
(подробно см. на сайте «educa.usma.ru»)
Практические занятия (часы) по элективу «Биохимия детского возраста -ДВ» - еженедельно 1 академический час совместно с занятиями по биохимии.
Ведут практические занятия преподаватели соотв. групп.
Общее время на практическом занятии 3 акад. ч «биохимия- основная дисциплина» +1 акад. ч. «биохимия детского возраста» – элективная дисциплина = 4 акад. ч.
Разработано проф. Мещаниновым В.Н.,
Протокол № 1. Утверждено на заседании кафедры 30.08.2016 г.

ТЕМАТИЧЕСКИЙ ПЛАН ЭЛЕКТИВНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ БХ ДВ

Литература для самоподготовки к контролю по элективной дисциплине «Биохимия детского возраста ОП, 2 КУРС»

Основная учебная литература и интернет-ресурсы
1.http://www.telenir.net/medicina/propedevtika_detskih_boleznei_konspekt_lekcii/p19.php Осипова О.В. Пропедевтика детских болезней ЛЕКЦИЯ № 19. Особенности обмена веществ у детей.
2. http://profmedik.ru/napravleniya/kardiologiya/bolezni-sosudov/soderzhanie-lipidov-v-krovi-novorozhdennykh-detej Особенности липидного обмена у детей С.П.-ГПУ
3. http://www.medmoon.ru/rebenok/deti17.html Особенности обмена белка у детей. Medmoon.ru
4. СолвейДж.Г. Наглядная медицинская биохимия : [учебное пособие] / Дж. Г. Солвей ; пер. с англ. под ред. Е. С. Северина. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : ГЭОТАР-Медиа, 2011. - 136 с. : ил. Экземпляры в библиотеке УГМУ: всего:400 - ЧЗ(1), Аб.н. л.(4), Аб. уч. л.(395)
5. Гаврилов И.В. Обмен углеводов. Патохимия. Возрастные особенности : учебно-методический пособие / И. В. Гаврилов, В. Н. Мещанинов, С. Д. Трубачев ; Минздравоцразвития РФ ГБОУ ВПО УГМА. - Екатеринбург, 2011. - 172 с. : ил. Экземпляры в библиотеке УГМУ: всего:90 - Аб.н. л.(5), Аб. уч. л.(85)
6. http://educa.usma.ru/portal/site/biohimija%201/page/3fbb534e-33d9-4807-a93e-061cbdc4d38f

Дополнительная литература и интернет- ресурсы
1. Рослый И.М. Правила чтения биохимического анализа : [руководство для врача] / Игорь Рослый, Маргарита Водолажская. - М. : Мед.информ. агентство, 2010. - 96 с. : ил.
Экземпляры в библиотеке УГМУ: всего:35 - ЧЗ(1), Аб.н. л.(4), Аб. уч. л.(30)
2. Данилова Л.А Анализы крови и мочи. Салит Медкнига.- 2003.- 128 с.(скачать из интернет бесплатно: http://www.razym.ru/55057-danilova-la-analizy-krovi-i-mochi.html)
3.В.М. Лифшиц, В.И. Сидельникова Медицинские лабораторные анализы. Справочное пособие- 2000 (скачать из интернет бесплатно: http://www.booksmed.com/luchevaya-diagnostika/1350-medicinskie-laboratornye-analizy-lifshic.html)
4. Йордан Тодоров Клинические лабораторные исследования в педиатрии. София. 1968. 850 с.
Разработано зав. каф. проф., д.м.н. Мещаниновым В.Н., к.б.н. доц. Гавриловым И.В. Утверждено на заседании кафедры «30»_августа_2016 г.Протокол 1.

Биохимия детского возраста (определение понятия)
дисциплина, изучающая возрастные особенности обмена веществ (метаболизма) у детей, биохимические основы диагностики нормы и отклонений от нее (пограничные, субклинические стадии патологий), патохимии, принципы профилактики и коррекции отклонений и патологии у детей

Структура дисциплины
1.Особенности обмена веществ у детей в норме
2. Биохимическая лабораторная диагностика, б/х показатели в норме (референтные = референсные значения) и патологии у детей
3.Клиническая биохимия
3а.Патохимия детских субклинических (=пограничных) состояний процессов (легкая форма гемолитической болезни новорожденных, некоторые диатезы, недоношенность невысоких степеней…), и заболеваний
3б. Биохимические основы профилактики и коррекции пограничных (=субклинических)состояний, процессов и заболеваний у детей

Клиническая биохимия детского возраста
дисциплина, изучающая принципы 1.биохимической лабораторной диагностики, 2.основы патохимии, 3.профилактики в состоянии здоровья и коррекции патологических состояний, процессов и заболеваний ребенка и подростка

Цель электива
Получить навыки использования фундаментальных знаний, умений и навыков по анализу биохимических особенностей организма ребенка для диагностики состояний нормы
(= возрастная бионормология), субклинической патологии, профилактики и коррекции отклонений от нормы и заболеваний у детей

Классификация возрастных периодов у детей (по Выготскому)
кризис новорожденности (до 2 мес.)
младенческий возраст (до 1 года)
кризис 1 года
раннее детство (1-3 года)
кризис 3 лет
дошкольный возраст (3-7 лет)
кризис 7 лет
школьный возраст (7-13 лет)
кризис 13 лет
пубертатный возраст (13-17 лет)
кризис 17 лет

Классификация АПН СССР (1965)
Новорождённые — от 1 до 10 дней
Грудной ребёнок — от 10 дней до 1 года
Раннее детство — от 1 до 2 лет
Первый период детства — от 3 до 7 лет
Второй период детства — от 8 до 12 лет (муж.); от 8 до 11 лет (жен.)
Подростковый возраст — от 13 до 16 лет (муж.); от 12 до 15 лет (жен.)
Юношеский возраст — от 17 до 21 года (муж.); от 16 до 20 лет (жен.)
Средний возраст
первый период — от 22 до 35 года (муж.); от 21 до 35 лет (жен.)
второй период — от 36 до 60 года (муж.); от 36 до 55 лет (жен.)
Пожилые люди — от 61 до 75 года (муж.); от 56 до 75 лет (жен.)
Старческий возраст — от 76 до 90 лет
Долгожители — старше 90 лет

Возрастные периоды у детей
Период новорождённости (неонатальный период) — первые 4 недели
Грудной период: от 4-х недель до 1 года
Раннее детство: 1-3 года
Дошкольный возраст: 3 года — 6-7 лет
Младший школьный возраст: 6-7 — 10/12 лет
Подростковый период:
девочки: 10 — 17-18 лет
мальчики: 12 — 17-18 лет

Классификация возрастных периодов (Гундобин Николай Петрович, 1906 г.)
I
подготовительный
II
внутриутробного
развития
III
постнатальный

I. Подготовительный период
Период формирования наследственности
Период формирования соматического и репродуктивного здоровья биологических родителей (формирование родительских гамет)
Предконцепционный период (2-4 месяца)

II. Период внутриутробного развития (280 дней)
Собственно зародышевый период (от момента оплодотворения до 8-го дня)
Хромосомные и генные аномалии

II. Период внутриутробного развития (280 дней)
Период имплантации (2 дня)
Аплазии, гипоплазии, пороки развития

II. Период внутриутробного развития (280 дней)
Эмбриональный период (5-6 недель)
Грубые пороки анатомического
развития (уродства) - эмбриопатии

II. Период внутриутробного развития (280 дней)
Эмбриофетальный период (2 недели)
Нарушения формирования плаценты,
нарушения плацентарного
кровообращения
Аномалии развития
внутренних органов
Формирование внутренних органов, кроме ЦНС и эндокринных органов
Формирование плаценты

II. Период внутриутробного развития (280 дней)
Фетальный период (9 неделя – до рождения)
Задержка роста органов и
нарушение дифференцировки
тканей
Преждевременные роды
и рождение функционально
незрелого ребенка
Ранний фетальный период
Поздний фетальный период

II. Период внутриутробного развития (280 дней)
Интранатальный период (от регулярных родовых схваток до момента перевязки пуповины)
Травмирование центральной и
периферической нервной системы,
нарушение пуповинного кровообращения,
расстройство дыхания

III. Внеутробный этап
Период новорожденности (неонатальный период) (до 4 недель)
ранний неонатальный (до 7 суток)
поздний неонатальный период (с 8 по 28 день жизни)

Пограничные физиологические состояния периода новорожденности
Первый вдох и транзиторная гипервентиляция (ЧД 60 в мин., дыхание по типу «гасп» )
Физиологический катар кожи
Токсическая эритема
Физиологическая желтуха новорожденного
Физиологическая убыль массы тела
Транзиторные особенности функций почек (анурия, олигурия, альбуминурия, мочекислый инфаркт)
Транзиторная полицетемия (эритроцитоз)
Половой криз (десквамативный вульвовагинит, физиологическая мастопатия, метроррагия, милиа)
Физиологическая диспепсия (транзиторный катар кишечника)

III. Внеутробный этап
Период грудного возраста (от 4 недель до 12 месяцев)
Интенсивное физическое развитие
Интенсивное нервно-психическое развитие
Активная иммунизация
Незрелость анатомических
и функциональных
структур органов
пищеварения
Расстройства пищеварения,
диспепсия, пищевая
сенсибилизация
Рациональное вскармливание

III. Внеутробный этап
Преддошкольный период (1-3 года)
Повышение двигательной
активности
Высокий риск травматизма
Интенсивное развитие
лимфоидной ткани
Развитие аденоидита,
тонзиллита, лимфаденита
Расширяются контакты
Высокий риск
респираторных инфекций,
детские инфекции
Высокий риск отравлений,
аспирации инородных тел
Активная познавательная
деятельность

III. Внеутробный этап
Дошкольный период (3-6 лет)
Высокая двигательная
активность
Высокий риск травматизма
Широкие контакты
Высокий риск
респираторных инфекций
Высокий риск
аллергических заболеваний
Высокая сенсибилизация
организма
Первый ростовой скачок
Нарушения осанки при интенсивных физических нагрузках

III. Внеутробный этап
Младший школьный период (7-11 лет)
Признаки полового
диморфизма
Совершенствование мелкой моторики
Нерациональный режим
дня, питания,
интенсивные физические
нагрузки
Нарушения в физическом
развитии, нарушения
зрения, формирование
очагов хронической
инфекции
Формирование сменного прикуса

III. Внеутробный этап
Старший школьный период (12-18 лет)
Признаки полового
созревания
Дисфункции эндокринных желез
Второй ростовой скачок
Нарушения обмена веществ
Нарушения физического и
полового созревания
Нарушения вегетативной
нервной системы
Хроническая соматическая патология

Биохимия детского возраста – структура дисциплины
1. лабораторная биохимическая диагностика
2. возрастные особенности обмена веществ и их патохимические изменения при отклонениях от нормы
3. биохимические основы профилактики и коррекции отклонений

Медицинская энзимология
1.Энзимодиагностика
2. Патохимия энзимопатий
3. Энзимотерапия

1. биохимическая лабораторная диагностика
исследование in vitro биоматериала человеческого организма, основанное на использовании биохимических методов, сопоставления результатов с физиологическими данными и патологическими проявлениями для формулирования лабораторного заключения.

Этапы лабораторного клинико-лабораторного биохимического исследования
1. преаналитический – от забора биоматериала до доставки в лабораторию.
2. аналитический –прбоподготовка и собственно биохимическое исследование
3. постаналитический – интерпретация полученных результатов

Понятие «диагностическая панель»
- набор лаб. тестов, направленных на оценку состояния какой-либо функций и структуры клетки, органа или системы органов ребенка
Классификация диагностических панелей
минимальная
максимальная

глюкоза
3,5-6,6 ммоль/л (норма у взрослых)
Глюкагон адреналин СТГ
Инсулин, голодание
минимальная

Показатели содержания глюкозы в крови у детей

I. Основные маркеры повреждения миокарда
ЛДГ (лактатдегидрогеназа)
АсАТ (аспарагиновая аминотрансфераза)
КК (креатинкиназа)
Соотношение ЛДГ1/ЛДГ2
Изофермент КК-МВ
Миоглобин (МГ)
Тропонин I
Тропонин Т
Изофермент ЛДГ-1
Соотношение КК-МВ/МГ

II. Дополнительные маркеры
Изоформы фермента КК-МВ
Миозин (легкие цепи)
Миозин (тяжелые цепи)
Гликогенфосфорилаза (ГФ); изофермент ГФ-ВВ
Карбоангидраза III

III. Разрабатываемые маркеры
Белок, связывающий жирные кислоты
альфа-актин

Возрастная зависимость активности ферментов и содержания метаболитов у детей в периферической крови

1.Энзимодиагностика.
Методы диагностики
аминоацидопатий
Ген
Белок
Метаболиты
ДНК-
диагностика
Энзимодиагностика
и другие методы
анализа белков
Хроматографические и
другие количественные методы

Существует также понятие сыворотка крови, в отличие от плазмы сыворотка крови не содержит белок фибриноген.
Сыворотку крови получают при центрифугировании цельной крови без антикоагулянта, с фактором свертывания крови (clot activator).
кремния диоксид
кремния диоксид
+ олефиновый гель
Сыворотка крови применяется для биохимических, ИФА и иммунологических исследований

Центрифугирование

Основные биохимические показатели, определяемые с помощью биохимических методов исследований
Метаболиты (субстраты, продукты: липиды, белки, аминокислоты и их производные, углеводы, нуклеотиды, нуклеозиды, нуклеиновые основания, другие органические соединения). Измеряют в г/л, моль/л.
Ферменты. Измеряют в каталах (моль/с)
Ксенобиотики. Измеряют в г/л, моль/л

1.секреторные ферменты - секретируются определенными органами в плазму крови, где выполняют свою функцию. Липопротеинлипаза, ЛХАТ, ферменты свертывающей и противосвертывающей системы крови
2.экскреторные ферменты - синтезируются в железах ЖКТ, выделяются в просвет ЖКТ, где обеспечивают процесс пищеварения. В кровь эти ферменты попадают при заболеваниях - повреждении желез.
панкреатит - панкреатическая липаза, амилаза, трипсин
воспаление слюнных желез - амилаза
Классификация ферментов плазмы крови по происхождению

3.клеточные ферменты - функционируют только внутри клеток, в плазму крови попадают во время повреждения (ПОВЫШЕНИЕ ПРОНИЦАЕМОСТИ МЕМБРАН, воспаление) и гибель клеток (некроз).
3а.общие
3б.органоспецифические
3в.органеллоспецифические
СИНДРОМ УКЛОНЕНИЯ
(ФЕРМЕНТОВ ИЗ ОРГАНА В КРОВЬ)
при поражении органа происходит утечка ферментов из его клеток и увеличение активности этих ферментов в плазме крови.

Клеточные ферменты
Активность фермента в сыворотке крови
Старение и отмирание клеток
«Утечка» через поврежденные мембраны
Некроз ткани
Повышенный биосинтез Ф
Активация катаболизма
Внутрисосудистая инактивация
Поглощение клетками РЭС (=СФМ)
Экскреция с мочой

СИНДРОМ «УКЛОНЕНИЯ» = ЦИТОЛИЗА
ЛДГ – лактатдегидрогеназа
ЩФ – щелочная фосфатаза
КФ – кислая фосфатаза
АсТ – аспартатаминотрансфераза
АлТ – аланинаминотрансфераза
КФК – креатинфосфокиназа
ГлДГ - глютаматдегидрогеназа

КФК: креатин + АТФ -> креатин–ф + АДФ (заболевания сердца и скелетной мускулатуры)
АСТ: асп. к-та + кетоглутаровая к-та -> оксалоацетат + глу к-та (Заболевания почек, печени, сердца)
АЛТ: аланил + ктоглутаровая к-та -> ПВК + глу

ЛДГ: α –лактат + НАД -> ПВК + НАД - Н2 (заболевания миокарда, скел. муск, почек)
КФ: заболевания предстательной железы
ЩФ: поражения костей
α – амилаза: заболевания поджелудочной железы крахмал -> декстрины

Распределение ферментов в органах
0-10%
10-50%
50-75%
75-100%

Индикаторные ферменты крови

Кинетика выхода в кровь тканевых ферментов при остром инфаркте миокарда
Активность ферментов
дни
1
2
3
4
5
6
7
8
1- КК – МВ 2- КК - общ. 3- АсАТ общ. 4- ЛДГ1 5- ЛДГ общ.
2
4
6
8
10
11
12
13
14
16
18
1
2
3
4
5

Диагностическая ценность различных методов исследования при остром инфаркте миокарда
ЭКГ - 70 %
ЭКГ + АСТ + общая активность КФК и ЛДГ - 80%
+ Изоферменты КФК и ЛДГ - 100%

2. Патохимия энзимопатий
- раздел патогенеза (механизма развития) патологических состояний, процессов и заболеваний (субклинических, пограничных, клинических), занимающийся изучением нарушенного обмена веществ (= метаболизма)

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭНЗИМОПАТИЙ
(ФЕРМЕНТОПАТИЙ)
НАСЛЕДСТВЕННЫЕ (ВРОЖДЕННЫЕ, ПЕРВИЧНЫЕ)
ТОКСИЧЕСКИЕ (ПРИОБРЕТЕННЫЕ, ВТОРИЧНЫЕ)

Наследственные энзимопатии

Нарушения обмена тирозина
Альбинизм – развивается при наследственном дефекте тирозиназы (1:20000). Проявляется отсутствием пигментации кожи, сетчатки глаз и волос;

Приобретенные энзимопатии
обусловлены длительным дефицитом белка в питании (квашиоркор), нарушением биосинтеза коферментов при витаминной недостаточности, угнетением синтеза металлоферментов при низком содержании в рационе минеральных веществ

Свинец
вызывает стойкое угнетение фермента аминолевулинатдегидразы, что проявляется развитием анемии у детей.

Соединения ртути
подавляют активность ферментов тканевого дыхания, в результате чего развивается токсическая энцефалопатия.

Патохимические схемы энзимопатий (примеры)
А
В
С
ФЕРМЕНТ 1
ФЕРМЕНТ 2
Увеличение количества субстрата
Снижение концентрации продуктов реакции
В
А
С

А
В
С
ФЕРМЕНТ 1
ФЕРМЕНТ 2
А1
А2
3. Субстрат или его производные в больших количествах являются токсичными веществами
4. Недостаточность концентрации продуктов реакции, которые необходимы для определенных функций клетки

3. ЭНЗИМОТЕРАПИЯ – применение ферментных препаратов или их ингибиторов для лечения заболеваний

Виды терапии (=коррекции, лечения)
1. этиотропная
2. патогенетическая
3. симптоматическая

1. Этиотропная - мероприятия, направленные на устранение причин заболеваний
Самый эффективный вид воздействия.
Разработан не для всех отклонений от нормы и заболеваний.
Имеет индивидуальную эффективность ( или неэффективность)

Уровень гена
Трансплантация органов (печени) -
нарушение мочевинообразования, лейциноз
Генотерапия («векторы», стволовые клетки)

А
В
С
А1,А2
фермент 1
фермент 2
Выведение токсичных метаболитов (А1 и А2)
Ограничение поступления субстрата (А)
Восполнение недостающего продукта (В и С)
Фермент-заместительная и фермент-индуцирующая терапия, введение коферментов
Стимуляция альтернативных путей обмена
Генотерапия
МЕХАНИЗМЫ этиотропной(6), патохимической (1,3,4,5) и симптоматической (2) коррекции (терапии)
1
3
3
4
ген
5
2
6

Удаление субстрата
Фенилкетонурия - фен
Лейциноз – лей, вал, илей
Гомоцистинурия - мет
Тирозинемия I – фен, тир
Дефекты цикла мочевины - белок

Ускоренное выведение субстрата
Диализ

Уровень фермента.
Введение кофакторов

Направления энзимотерапии НА ПРАКТИКЕ
заместительная терапия - использование ферментов при их недостаточности;
комплексная терапия - применение ферментов в сочетании с другой терапией.
ограничение - высокая иммуногенность.

Заместительная терапия при желудочно-кишечных заболеваниях, связанных с недостаточностью секреции пищеварительных ферментов.
пепсин - при ахилии, гипо- и анацидных гастритах.
ферменты поджелудочной железы (фестал, энзистал, мезим-форте) - при дефиците панкреатических ферментов

Ферменты в комплексной терапии
Протеолитические ферменты (трипсин, химотрипсин) - для обработки гнойных ран с целью расщепления белков погибших клеток, вязких секретов при воспалительных заболеваниях дыхательных путей.
Рибонуклеаза и дезоксирибонуклеаза - противовирусные препараты при лечении аденовирусных конъюнктивитов.

фибринолизин, стрептолиаза, стрептодеказы, урокиназы - при тромбозах и тромбоэмболиях

гиалуронидаза (лидаза) расщепляет гиалуроновую кислоту, образующую сшивки в соединительной ткани - для рассасывания рубцов после ожогов и операций

Противоопухолевые ферментные препараты
L-аспарагиназа, катализирующая реакцию катаболизма аспарагина - для лечения лейкозов

Лейкозные клетки не могут синтезировать аспарагин и получают его из плазмы крови.
имеющийся в плазме аспарагин разрушают введением аспарагиназы, в лейкозных клетках наступает дефицит аспарагина -> нарушение метаболизма клетки.

Цитохром С
белок, участвующий в процессах тканевого дыхания, применяют при асфиксии новорожденных, астматических состояниях, сердечной недостаточности, гепатите

Ингибиторы ферментов
Контрикал
Трасилол
Аминокапроновая кислота
Памба

ингибиторы протеаз (контрикал, гордокс) при панкреатитах – состояниях, когда происходит активирование пищеварительных ферментов в протоках и клетках поджелудочной железы.

Бустер-терапия («терапия усиления»)

Вобэнзим (Wobenzym)
Комбинированный препарат системной энзимотерапии - в комплексном лечении вместе с антибактериальными средствами - комбинация ферментов растительного и животного происхождения:
панкреатин
химотрипсин
амилаза
липаза
рутин
папаин
бромелаин
трипсин

Фармакологическое действие
иммуномодулирующее, противовоспалительное, фибринолитическое, антиагрегантное анальгезирующее

ФЕНИЛКЕТОНУРИЯ - схема изучения заболевания
1. эпидемиология
2. этиология
3. лаб. биохмическая диагностика
4. патохимия
5. клиника
6. принципы коррекции

Фенилкетонурия
Эпидемиология
частота 1:10000 новорожденных

Фенилкетонурия
Этиология
Наследственное заболевание, связанное с мутациями в гене фенилаланингидроксилазы, которые приводят к снижению активности фермента или полной его инактивации

Патохимическая схема фенилкетонурии

Референтные возрастзависимые значения содержания фенилаланина в крови (мкмоль/л)
в раннем возрасте 120-240
дошкольный возраст - < 360
у школьников - < 480
у старшего школьного возраста < 600

Биохимическая диагностическая панель фенилкетонурии
повышенный уровень фенилаланина в крови > 900 мкмоль/л;
присутствие в моче фенилпировиноградной, фенилмолочной, фенилуксусной кислот;
положительная проба Феллинга.
анализ наиболее частых мутаций в гене PAH (ФАГ) методом ПЦР
генах других ферментов – PTS и QDPR и др.

Фенилкетонурия – клинико-диагностическая панель
возможный родственный брак родителей больного ребенка;
аналогичная патология у родных или двоюродных сибсов (братьев или сестер);
судороги, нарушение мышечного тонуса;
экзематозные изменения кожи;
гипопигментация волос, кожи, радужной оболочки глаз;
«мышиный» запах мочи;

Патохимия -> клиника
Концентрация фенилаланина повышается в крови в 20-30 раз, в моче в 100-300 раз.
Токсичные метаболиты альтернативного пути: фенилпирувата, фенилацетата, фениллактата и фенилацетилглутамина.
Дебют с неспецифических симптомов, полиорганность поражения
Тяжелое течение, во многих случаях с летальным исходом в младенческом и раннем детском возрасте

Принципы терапии фенилкетонурии
ЭТИОТРОПНАЯ
1. генная инженерия
2. клеточная терапия
ПАТОХИМИЧЕСКАЯ
1.введение тирозина
2. реактивация ФАГ
СИМПТОМАТИЧЕСКАЯ
1. исключение из пищи фенилаланина

Препараты для лечения фенилкетонурии
белковые гидролизаты: Нофелан (Польша), Апонти (США), Лофенолак (США),
смеси L-аминокислот, лишенные фенилаланина, но содержащие все другие незаменимые аминокислоты: Фенил-Фри (США), Тетрафен (Россия), П-АМ универсальный (Великобритания).