Из лекции «Механизмы протолитического гомеостаза. Буферные растворы»

1. Каков механизм буферного действия морской воды, противодействующий “парниковому эффекту” – глобальному потеплению из-за поглощения углекислым газом теплового излучения Земли? Твёрдые карбонаты переходят в растворимые гидрокарбонаты. Именно этот процесс химического растворения избыточного углекислого газа противодействует «парниковому эффекту».

2. Какой буфер плазмы крови обладает наибольшей буферной ёмкостью? Гидрокарбонатный буфер плазмы крови.

Почему перед началом соревнований спринтеру рекомендуется глубокое

дыхание? Во время физической нагрузки дыхание учащается, что приводит к еще более быстрому повышению концентрации СО в крови. При концентрации СО 6% и выше велика вероятность возникновения некоторых серьезных проблем, таких как ослабление зрения, замедление реакции, снижение работоспособности. Поэтому, чтобы запастись кислородом самому и обогатить кислородом мышцы, необходимо глубокое дыхание. Вдох задерживается до выстрела, что способствует лучшей фиксации принятого положения и более энергичным последующим действиям. Начало бега сопровождается непроизвольным полувыдохом и вдохом. Во время бега по дистанции, особенно на дистанции свыше 200 м, учитывая высокую потребность организма в кислороде, спортсмен дышит часто и неглубоко

4. Почему метод волевой ликвидации глубокого дыхания Бутейко может привести к развитию респираторного ацидоза? Метод волевой ликвидации глубокого дыхания подходит не всем и имеет ограничения, т.к. может привести к увеличению содержания СО2 в лёгких и развитию респираторного ацидоза. (Ацидоз – уменьшение буферной ёмкости по кислоте по сравнению с нормой и нескомпенсированные отклонения от параметров рН нормы.

5. На каком свойстве основано действие пептидных рН-биосенсоров? Комплементарность оснований ДНК. (пептидные наноструктуры)

6. Заражение клетки вирусами, а также онкологическую трансформацию клетки можно выявить, измерив pH цитоплазмы. В какую сторону при этом сдвинут показатель рН? рН баланс сдвинут в сторону чуть более кислой среды, как и ожидалось для опухолевой ткани.

Из лекции «Гетерогенные процессы»

1. Какие свойства сульфата бария позволяют использовать это для диагностики заболеваний желудочно-кишечного тракта? Часто используется при рентгеновских исследованиях желудочно-кишечного тракта как радиоконтрастное вещество, так как тяжёлые атомы бария хорошо поглощают рентгеновское излучение. Хотя все растворимые соли бария ядовиты, сульфат бария практически нерастворим в воде (и в растворе соляной кислоты, которая содержится в желудочном соке), поэтому он нетоксичен. Для рентгенографического исследования органов пищеварения пациент принимает внутрь суспензию сульфата бария («бариевую кашу») BaSO₄ (содержание Ba = 58,7 %).

2. Почему ингибитор серотонина помогает остановить развитие остеопороза и способствует восстановлению поврежденных костей? Одна из функций серотонина – он не даёт костям разрастаться. Учёные предположили, что ингибитор серотонина должен не только помочь остановить развитие остеопороза, но и способствовать восстановлению повреждённых костей. И их надежды оправдались в ходе доклинических испытаний. Важно, что предложенное вещество не может проникать через так называемый гематоэнцефалический барьер, охраняющий мозг, поэтому блокатор серотонина, действующий на радость костям, не станет вгонять пациентов в депрессию.

3. Какой материал в качестве матрицы использует клеточная инженерия костной ткани? Имплантаты (некоторые полимеры и кальцийосфатная керамика)

4. Почему в период беременности могут разрушаться зубы? Объясните, используя понятие «кальциевый буфер». Пример действия кальциевого буфера. Снижение концентрации ионов кальция в организме беременных вследствие их расходования на построение скелета плода. Для приведения концентрации кальция к норме они высвобождаются из костной ткани, поэтому в период беременности могут разрушаться зубы.

Из лекции «Окислительно-восстановительные процессы»

1. Что такое «формальный потенциал» окислительно-восстановительной пары? Его используют в живых системах для характеристики окслительно-восстановительных свойств природных ОВР. Это условный (относительный) потенциал редокс-пары при формальных концентрациях реагентов.

1. Один из способов определения направление ок-восст процесса- вычислить К равновесия процесса. При этом К равн рассчитываются для тех реакций, которые имеют ЭДС менее 0.35 В.

2. Почему при погружении пары цинкового и медного электрода в лимон можно зафиксировать движение электрического тока? Есть два электрода — катод, содержащий окислитель, и анод, содержащий восстановитель. Все это добро погружают в электролит, обычно являющийся кислотой (ЛИМОН СОДЕРЖИТ СЛАБЫЕ РАСТВОРЫ КИСЛОТ). Попав во враждебную среду, катод начинает окисляться. При этом образуются свободные электроны, которые по замкнутой внешней цепи передаются к аноду. Возникает вожделенный электрический ток.

Если взять лимон и воткнуть в него электроды, то получится гальванический элемент

Когда цинковый винт контактирует с лимонной кислотой, начинаются две химические реакции. Одна реакция - окисление: кислота начинает забирать атомы цинка с поверхности винта. Два электрона уходят с каждого атома цинка, придавая атому положительный заряд 2. Другая реакция - восстановление, в ней задействованы положительно заряженные атомы водорода - ионы водорода в лимонной кислоте около винта Ионы принимают электроны. Возникает электрический ток.

3. В каком временном диапазоне протекают реакции перехода электронов в биологических процессах? Реакции перехода электронов в биологических процессах относятся к сверхбыстрым процессам и протекают в фемтосекундном диапазоне (т.е. время от 10 в минус 13, до 10 в минус 12 степени сек)

4. Какой феномен получил название «токсификации»? Феномен, при котором в результате биотрансформации образуются производные, гораздо более токсичные (в частности обладающие сильнейшим канцерогенным эффектом), чем исходные субстраты (например бензопирен)

(ТОКСИФИКАЦИЯ, увеличение ядовитости образующихся веществ в результате разложения (биологич. или физико-химич.) пестицидов.)

5.Что такое «аэроионы»? Какой отрицательно заряженный кислородный ион воздуха является наиболее необходимым для жизнедеятельности? Его удаление из воздуха вызывает 100% гибель животных вследствие сильного стресса.

Аэроионы -это частицы атмосферного воздуха, несущие на себе положительный или отрицательный заряд. В лечебной практике используют преимущественно отрицательно заряженные аэроионы. Образуютсявсе они в результате энергозависимых процессов ионизации газов, при этом одна из нейтральных молекул окисляется, теряя электрон и превращаясь в положительный ион, а другая – восстанавливается, присоединяя электрон и приобретая отрицательный заряд. Главным отрицательно заряженным ионом воздуха является супероксид-радикал.

6.Для чего все животные без наружного скелета (губки, актинии, морские и пресноводные гидроидные полипы, моллюски, офиуры) генерируют активные формы кислорода наружными поверхностями? Вероятно, оболочка из кислородных радикалов и Н2О2 защищает этих обитателей водоёмов от патогенных организмов.

(Морские и пресноводные беспозвоночные, одетые в незримую «одежду» из АФК, могут приносить пользу не только себе самим, но и всему водному биоценозу в целом: генерируемые ими активные формы кислорода освежают воду, препятствуя развитию гнилостной микрофлоры. Для неё, возможно, АФК служат неким «опознавательным знаком», позволяющим отличать живые организмы от мёртвых и не поедать живых – иначе она рисковала бы остаться, в конце концов, без питания.)

Какое свойство мелатонина позволяет использовать его для профилактики рака, особенно в северных регионах, где летом всегда светло («белые ночи»), а в течение долгой полярной ночи всюду горит электрический свет?

Мелатонин эффективен на системном, тканевом, клеточном и субклеточном уровнях,, препятсвуя старению и раку. На системном уровне снижает продукцию гормонов, способствующих этим процессам, стимулирует иммунный надзор, предупреждает развитие метаболического синдрома. Одновремнно подавляется действие свободных радикалов кислорода и активируется антиоксидантная защита. Малатонин тормозит пролиферативную активность клеток и повышает уровень апоптоза в опухолях, но уменьшает его в нервной системе, угнетая активность теломеразы. На генетическом уровне подавляет действие мутагенов и кластеров, а также экспрессию онкогенов.

Применение эпифизарного гормона угнетает канцерогенез и при обычном световом режиме, и при постоянном освещении. Значит, мелатонин может оказаться весьма эффективным для профилактики рака, особенно в северных регионах, где летом всегда светло, а в течение полярной ночи всюду горит электрический свет.

8.Подавляющее большинство эукариот (высших организмов, клетки которых имеют ядра) получают необходимую для жизни энергию за счет кислородного дыхания. Этим эукариоты отличаются от прокариот. Какие окислители помимо кислорода могут использовать для окисления органики прокариоты?

Для окисления органики прокариоты могут использовать не только кислород, но и многие другие окислители — нитраты, сульфаты, серу, карбонаты и др.