11 сынып КГБ №25

ДӘІЖО___________

Қазақстан Республикасының Білім және ғылым министрлігі
«» КММ
(білім беру ұйымының атауы)
Қысқа мерзімді (сабақ) жоспары
Инсулин мен эстроген мысалдарында гормондардың нысана - жасушаларға әсер ету механизмі.

§19.Инсулин мысалында гормондардың «нысана-жасушаға» әсер ету механизмі.

(Сабақ тақырыбы)

Сабақтың барысы:

ҚЫСҚА МЕРЗІМДІ ЖОСПАРҒА ҚОСЫМША

«Қызықты деректер»

- Тақырыпқа байланысты қызықты фактілер, оқиғалар немесе нақты өмірден алынған мысалдар оқушылардың назарын аударуға көмектеседі және олардың материалды жақсырақ есте сақтауына ықпал етеді.

Инсулиннің ашылуы:

Инсулин 1921 жылы Фредерик Бантинг пен Чарльз Бест тарапынан ашылды. Бұл жаңалық медицинаның тарихында маңызды оқиға болды, өйткені ол қант диабетімен ауыратын науқастардың өмірін құтқаратын алғашқы тиімді ем болды. Олардың жұмысы үшін 1923 жылы Нобель сыйлығы берілді.

Инсулиннің бірінші инъекциясы:

Инсулин алғаш рет 14 жасар Леонард Томпсон есімді қант диабетімен ауыратын балаға енгізілді. Сол уақытқа дейін бұл ауру өлім жазасына тең болған. Инсулиннің арқасында оның өмірі ұзарды.

Инсулиннің көзі:

Инсулин алғашында жануарлардың ұйқыбезінен алынды. Мысалы, сиырлар мен шошқалардың ұйқыбезі негізгі көзі болды. Бүгінде синтетикалық және рекомбинантты инсулин қолданылады, бұл оның қолжетімділігі мен қауіпсіздігін арттырды.

Диабет және инсулинге төзімділік:

Қант диабеті әлемдегі ең кең таралған созылмалы аурулардың бірі болып табылады. 2021 жылғы деректер бойынша, әлемде шамамен 537 миллион адам қант диабетімен өмір сүреді, және олардың көбісі ІІ типті диабетке шалдыққан.

Нақты өмірден алынған оқиғалар:

Стивен В. есімді спортшының тарихы:

Стивен В. есімді американдық марафоншы І типті қант диабетімен өмір сүреді. Дегенмен, ол инсулинді дұрыс қолдану және дене белсенділігі арқылы спорттық мансабын жалғастырып, бірнеше марафонды сәтті аяқтады. Бұл оқиға диабет диагнозына қарамастан, белсенді өмір салтын ұстануға болатынын көрсетеді.

Диабетпен күресетін әлемдік көшбасшылар:

АҚШ-тың 41-президенті Джордж Буштың үлкен ұлы Джордж Буш кіші (АҚШ-тың 43-президенті) І типті диабетпен өмір сүреді. Ол өмір салты мен инсулинді қолдану арқылы бұл ауруды бақылауда ұстайды.

Сирек кездесетін жағдай – диабеттік иттер:

Қант диабеті адамдарда ғана емес, үй жануарларында да кездеседі. Кейбір иттер қант диабетімен ауырады және оларға да инсулин инъекциясы қажет. Бұл адамдардың және жануарлардың метаболизмінде гормондардың қаншалықты маңызды екенін көрсетеді.

Таңғаларлық мысалдар:

Инсулин мен ұзақ өмір:

Қант диабеті инсулинсіз өмірге қауіпті болғанымен, оны дұрыс басқарған адамдар ұзақ өмір сүре алады. Мысалы, Ұлыбритания тұрғыны Боб Кроган 90 жасқа келіп, 70 жылдан астам уақыт бойы инсулин қолданған.

Диабет және технологияның ықпалы:

Қазіргі таңда инсулин сорғылары мен қан глюкозасын бақылайтын құрылғылар қант диабетімен өмір сүретін адамдарға еркіндік пен қауіпсіздік береді. Бұл құрылғылар инсулинді автоматты түрде енгізіп, қандағы қант деңгейін бақылайды, бұл дәстүрлі әдістерден әлдеқайда жеңіл әрі тиімді.

«Бейнетүсіндіру» әдісі. мұғалім жаңа сабақты бейне сурет, кесте арқылы түсіндіру.

Төмендегі кесте инсулиннің жасушаларға әсер ету механизмін қадамдап түсіндіреді:

Түсіндірме

Инсулиннің ролі: Инсулин «кілт» секілді, ол рецепторлар арқылы «құлыпты» ашып, жасушаға глюкозаның енуін қамтамасыз етеді.

Рецепторлардың маңызы: Рецепторлар болмаса, инсулин сигнал бере алмайды, яғни глюкоза жасушаларға кірмей, қанда жиналады.

Қалыпты және патологиялық жағдайлар:

Қалыпты жағдайда: Инсулин мен рецепторлар тиімді жұмыс істейді, қандағы глюкоза деңгейі тұрақты болады.

Ауытқу жағдайында: Егер инсулин жеткіліксіз болса (І типті диабет) немесе рецепторлар инсулинге сезімтал болмаса (ІІ типті диабет), қандағы қант деңгейі жоғарылайды.

«Кілт сөздерді сәйкестендіру» әдісі бойынша оқу мақсатына сай тапсырма беріледі.

ФУНКЦИОНАЛДЫҚ САУАТТЫЛЫҚ ТАПСЫРМАСЫ

Оқушының аты-жөні: _____________________________________________сыныбы___________

Тапсырма:
Инсулин гормонының ағзадағы рөлі мен оның жетіспеушілігінен туындайтын мәселелерді зерттеу үшін төмендегі жағдайды талдаңыз және сұрақтарға жауап беріңіз.

Жағдай:
Медициналық орталыққа 45 жастағы ер адам қаралды. Оның негізгі шағымдары – шөлдеу, жиі зәр шығару, әлсіздік және дене салмағының азаюы. Дәрігер оны тексергенде, қандағы глюкоза деңгейі қалыптыдан жоғары екенін анықтады.

Сұрақтар:

1. Науқаста қандай ауру болуы мүмкін деп болжайсыз? Себебін түсіндіріңіз.

2. Аурудың себебі инсулин гормонына қалай байланысты болуы мүмкін?

3. Науқастың күнделікті өміріндегі қандай әдеттер бұл жағдайды ушықтыруы мүмкін?

4. Ауруды емдеу және алдын алу үшін қандай шараларды қолдануға болады?

5. Инсулиннің ағзадағы қызметін күнделікті өмірмен байланыстыра отырып түсіндіріңіз.

Жауабы

1. Науқаста қандай ауру болуы мүмкін деп болжайсыз? Себебін түсіндіріңіз.
   Науқаста қант диабеті болуы мүмкін деп болжауға негіз бар. Шөлдеу, жиі зәр шығару, әлсіздік және салмақ азаюы – қант диабетінің негізгі белгілері. Қандағы глюкоза деңгейінің жоғары болуы бұл диагнозды растай алады.

2. Аурудың себебі инсулин гормонына қалай байланысты болуы мүмкін?
   Қант диабеті инсулин гормонының жетіспеушілігінен (І тип) немесе жасушалардың инсулинге сезімталдығының төмендеуінен (ІІ тип) туындайды. Инсулин жеткіліксіз болса немесе ол дұрыс жұмыс істемесе, глюкоза жасушаларға ене алмай, қанда жиналып қалады.

3. Науқастың күнделікті өміріндегі қандай әдеттер бұл жағдайды ушықтыруы мүмкін?

   • Дұрыс емес тамақтану (фастфуд, тәтті тағамдарды жиі тұтыну).

   • Қимыл-қозғалыстың аз болуы (отырықшы өмір салты).

   • Артық салмақ.

   • Созылмалы күйзеліс пен ұйқының жеткіліксіздігі.

4. Ауруды емдеу және алдын алу үшін қандай шараларды қолдануға болады?

   • Қандағы глюкоза деңгейін бақылау.

   • Дұрыс тамақтану: қантты, ақ ұнды және өңделген тағамдарды азайтып, көкөніс, ақуыз және пайдалы майларды көбейту.

   • Тұрақты дене белсенділігі (жаяу жүру, спортпен айналысу).

   • Салмақты бақылауда ұстау.

   • Қажет болған жағдайда дәрігердің нұсқауымен инсулин немесе басқа дәрі-дәрмектерді қолдану.

5. Инсулиннің ағзадағы қызметін күнделікті өмірмен байланыстыра отырып түсіндіріңіз.
   Инсулин – ағзадағы жасушаларға «тамақ жеткізетін курьер». Егер бұл курьер өз жұмысын атқара алмаса (инсулин жеткіліксіз немесе жасушалар оны қабылдамайды), онда жасушалар аш қалады, ал қан құрамында глюкоза деңгейі қауіпті мөлшерге дейін көтеріледі. Бұл жағдайды болдырмау үшін дұрыс тамақтану, белсенді өмір салтын ұстану және денсаулыққа көңіл бөлу маңызды.

ФУНКЦИОНАЛДЫҚ САУАТТЫЛЫҚ ТАПСЫРМАСЫ

Оқушының аты-жөні: _____________________________________________сыныбы___________

1. Диаграммада қандағы глюкоза деңгейі сұйықтық бар резервуар ретінде көрсетілетін модель көрсетілген. Бұл модельде

• диаграммадағы құбырлар глюкозаны қосуға немесе алып тастауға болатын «бағыттарды» білдіреді;

• B арқылы резервуарға глюкозаның негізгі көзі;

• ақуыздың бөлінуіне байланысты глюкоза аз мөлшерде С арқылы өтеді;

• ұлпалардан сұйықтық резервуарға Е арқылы ағып кетеді;

• D резервуарында қан глюкозасына айналатын көмірсулар бар;

• А арқылы кез-келген артық глюкозаны D сақталған қосылыстардан өзгеше резервтік қосылыстарды алу үшін қолдануға болады.

(a) В арқылы өтетін «қандағы глюкозаның негізгі көзі» дегеніміз не?

………………………………………………………………………………………………………………………………………

(1)

(b) Ағзадағы инсулин мен глюкагон қан глюкозасының концентрациясын реттеуге қатысады

(1) Осы гормондардың екеуін де шығаратын органды атаңыз.

……………………………………………………………………………………………………

(1)

(2) Кестеде гормондардың бір немесе бірнеше әсерінің сипаттамасына сәйкес келетін белгілерді қойыңыз.

(2)

(c) (1) D резервуарында сақталған көмірсуларды атаңыз

……………………………………………………………………………………………………

(1)

(2) А-да глюкоза айналатын сақтау қосылысын атаңыз ……………………………………………………………………………………………………

(1)

2. Диаграммада жасуша бетінің мембранасындағы рецептормен үйлескенде глюкагон гормонының жасушада өзгеруі көрсетілген.

(a) Глюкагон рецепторлары бар жасушалары бар адам ағзасындағы бір органды атаңыз.

……………………………………………………………………………………………………..

(1)

(b) (1) Диаграмманы қолдана отырып, ағзаға глюкагонның аз мөлшерін енгізу қан плазмасындағы глюкоза концентрациясының тез артуына әкелетінін түсіндіріңіз.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

(1)

(2) Қандағы глюкозаның концентрациясы глюкагон енгізгеннен кейін бір сағат ішінде өзінің қалыпты мәніне оралады. Қалай жүретінін түсіндіріңіз.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

(2)

(барлығы: 10)

Жеке жұмыс дескрипторы:

- суреттегі В арқылы өтетін «қандағы глюкозаның негізгі көзін» сипаттайды – 1 балл;

- инсулин мен глюкагон қан глюкозасының концентрациясын шығаратын мүшені атайды – 1 балл;

- инсулин және глюкагон гормондарының әсерін сәйкестендіреді – 2 балл;

- D резервуарында сақталған көмірсуларды атайды – 1 балл;

- А-да глюкоза айналатын сақтау қосылысын атайды – 1 балл;

- глюкагон рецепторлары бар жасушалары бар адам ағзасындағы бір мүшені атайды – 1 балл;

- ағзаға глюкагонның аз мөлшерін енгізу қан плазмасындағы глюкоза концентрациясының тез артуына әкелетінін түсіндіреді – 1 балл;

- қандағы глюкозаның концентрациясы глюкагон енгізгеннен кейін бір сағат ішінде өзінің қалыпты мәніне оралуын түсіндіреді – 2 балл;

Оқушыға беретін мәтін

Гормондар (гр. hormao — қоздырамын, қозғаймын) — эндокринді бездер немесе эндокриндік қызметке қабілетті жекеленген жасушалар бөлетін тым белсенді органикалық биологиялық заттар.

Қызметі: Зат алмасу қарқындылығын өзертеді; Ағзаның тіршілік ету ортасына бейімделушілігі арттырады . Өсу мен көбеюді реттейді . Физиологиялық үдерістерді күшейтеді немесе бәсеңдетеді.

Қалқанша без (glandula thyroidea, лат. glandula - без, гр. thyreos —қалқан) - шеткі ішкі секреция безі. Қалқанша без сырты дәнекер ұлпалық қапшықпен қапталған. Қапшықтан қалқанша без ішіне таралатын дәнекер ұлпалы перделіктер без паренхимасын бөлікшелерге бөледі. Бөлікшелер көптеген көпіршіктерден (фолликулдардан) тұрады. 

Қызметі: инсулин ( латынша «insula» - аралша, топ) - карапайым нәруыз, қандағы глюкозаны реттейтін гормон. Инсулин гормонын Канада ғалымдары 1921 жылы жасанды жолмен бөліп алған. Инсулин жасушалардың жарғақшасы арқылы глюкозанын өтуін жылдамдатады және оның біраз бөлігін гликогенге айналдырады. Гликоген - глюкозаның жүздеген молекуласынан құралған полисахаридтер. Ол суда ерімейді, сондықтан қанда болмайды. Тағамнан алынған артық мөлшердегі көмірсулар гликоген түрінде бауырда, бұлшықеттерде қор ретінде жиналады.

Инсулин гормоны жетіспегенде (азбөлінгенде) ағзада болатын ауытқулар: денеде инсулин гормоны жетіспесе, адам қант ауруына (сусамыр) шалдығады. Қант ауруы (сахарный диабет) көмірсу алмасуының бұзылуынан болады. Қанда глюкозаның концентрациясы 10 миллимоль/ л дейін жоғарылайды. Бұл аурумен ауырған адамның бауырында гликоген қоры азайып, қанда глюкоза мен май кышқылы көбейеді. Жасушада аминкышкылы реакциясы бұзылып, нәруыздың түзілуі нашарлайды. Қанда глюкозаның мөлшері 0,1%-дан - 0,4% -ға дейін көбейеді, зәрдің кұрамында глюкоза пайда болады.

Эстрогендер (лат. estrus - ағын ) — аналық безінің фолликуласында, ұрық жолдасында түзіледі. Шағын мөлшерде бүйрек үсті безінің қабығында жəне ұрық безінде синтезделінеді. Эстрогеннің үш түрі белгілі. Олар: эстрадиол, эстрон жəне эстриол. Эстрогендер көбінесе белокпен байланысқан түрінде қан арқылы таралады. Əйелдің нағыз жыныс гормоны болып табылатын эстрадиол, одан басқа екі эстроген негізінде эстрадиол метаболизмі кезінде түзіледі.

Нысана-жасуша түсінігі. Гормондардың эндокринді без жасушаларында түзілетін биологиялық белсенді заттар екені естеріңде болар. Синтезделген гормондар бездер бойынша қанға түседі де, ағзаға таралады.
  «Нысана» түсінігі барлық екі – жүйкелік және гуморальдық реттелуге тән. Рефлекс доғасы бойынша келетін жүйке импульсінің қайда түсетінін еске түсіріңдер. Ол үшін нысана бір бұлшық ет, бұлшық ет топтары, белгілі бір мүшенің бұлшық ет қабаты немесе нақты без болады. Гуморальдық реттелудің ерекшелігі гормондардың әртүрлі үдерістерге кешенді әсері болып табылады. Яғни «нысанасы» нақты бір мүше болып табылатын жүйкелік реттелуден айырмашылығы гормондар биобелсенді зат ретінде ағзадағы бірқатар биохимиялық және физиологиялық өзара байланысты үдерістерге әсер етеді. Осы себептен «нысана» түсінігі әр гормонның әсері үшін жүйкелік реттелу кезіндегіге қарағанда едәуір кең. Нысана ретінде көбінесе жеке мүше, тіпті жасушалар не ұлпалар тобы емес, кешенді жүре бастайтын бірқатар биологиялық үдерістер болады. Бұл гормондар әсері кезіндегі қысқа «бір реттік» жауап әрекеті сияқты емес, ағзаның физиологиялық жағдайындағы өзгерістерге әкеледі.
  Гормондардың биохимиялық топтары. Химиялық заттар типі бойынша барлық гормон үлкен үш топқа бөлінеді. Ол топтың біреуін нәруызды гормондар деп аталатын топ құрайды. Әдетте, бұл – аминқышқылдарынан тұратын, құрылымы күрделі пептидтер. Яғни бұл сульфидті (үшінші реттік құрылым) немесе басқа химиялық байланыс түрімен байланысқан әртүрлі бірнеше нәруыз молекулаларынан тұратын ірі кешендер. Кейде бір гормон құрамына кіретін әртүрлі нәруыз тізбектері түрлі генде кодталған. Бұл – инсулин, соматотропин, пролактин, лактин сияқты және т.б. гормондар.
  Гормондардың басқа бір биохимиялық тобына липидті заттар не стероидтар жатады. Бұл – аминқышқылдарынан тұрмайтын, суда ерімейтін, бірақ майлар мен эфирлерде еруге қабілетті гидрофобты қосылыстар. Олардың химиялық формулалары көбінесе циклді құрылымды болады. Стероидты гормондарға мысал ретінде аталық және аналық жыныс гормондарын келтіруге болады.

  Эстроген мен андрогеннің биохимиялық формулалары ұқсас. Бұл кездейсоқтық емес. Жасушаларда аналық жыныс гормоны – эстроген (эстрадиол) синтезі, аталық жыныс андрогені – тестостерон синтезі арқылы жүреді. Яғни алдымен болашақ гормон үшін құрылыс материалы ретінде аталық тестостерон түзіледі, содан кейін жасуша оны аналық эстрогенге (эстрадиол) өзертеді. Бірақ «аралық аталық өнім» эстроген түзілетін жасуша цитоплазмасы шегінен шықпайтынын түсіну керек. Аталық «ізашар» қанға түспейді, сәйкесінше ағзаға әсер етпейді.

  Гормондардың үшінші тобына аминқышқылдары туындылары жатады. Бұл – химиялық формулалары белгілі бір аминқышқылдарына жақын, шамалы биохимиялық өзгерістерден кейін оның туындысы болып табылатын гормондар. Мұндай гормондарға мысал ретінде тироксин, адреналин және норадреналинді келтіруге болады. Бұл үш гормон тирозин аминқышқылының туындысы болып табылады. Олардың барлығының формулалары әртүрлі және түрлі химиялық айналулар, шын мәнінде, бір заттың нәтижесі болып табылады (16-сурет).
  Эстроген мысалында липидті немесе стероидты гормондардың «нысана-жасушаға» әсер ету механизмі. Барлық стероидты гормондардың оларды пептидті гормондарынан айырмашылық жасайтын «нысана-жасушаға» нақты әрі қатаң белгілі бір әсер ету механизмі бар. Олар гидрофобты және майларға ұқсас формуласы бар. Фосфолипидтер қабатынан тұратын сыртқы жасушалық мембрана оларға кедергі болып табылмайды. Стероидты гормондардың молекулалары нысана-жасуша ішіне, цитоплазмаға енеді. Нысана-жасушалар липидті гормондармен қосылуға қабілетті күрделі протеин молекулаларын синтездейді. Оларды стероидты гормондардың рецепторлы кешендері деп атайды. «Рецепторлы кешен» стероидты гормондармен кездеспей тұрғанда ол белсенді емес күйде болады. Цитоплазмаға түскен кезде эстроген, ұқсас заттар сияқты рецепторлы кешенмен қосылып, «эстроген-рецепторлы кешеннің» белсенді молекуласын түзеді. Бұл қосылыстың белсенділігі: ол ядро мембранасы арқылы өтіп, жасуша ядросының ішіне енуге, хромосомалық ДНҚ-ға тікелей әсер етуге қабілетті. Осылай әсер ету нәтижесінде цитоплазмаға түсіп, белгілі бір нәруыз синтезін қамтамасыз ететін белгілі бір РНҚ молекулалары түзіледі. Осындай күрделі үдерістер барысында түзілген нәруыздар ағзада гормондар әсерінің нәтижесі болып табылатын механизмдерді іске қосады. Мысалы, эстрогеннің қыз бала ағзасына жыныстық жетілу кезеңінде белсенді әсер ету нәтижесі екінші реттік жыныс белгілерінің қалыптасуы болып табылады.

16-сурет. Аминқышқылдары мен олардың туындылары болып табылатын гормондардың құрылысы. Тирозиннің құрылымдық формуласының циклдік бөлігі оның туындысы ретінде түзілген гормондардың міндетті құрамбөлігі болатынын байқау қиын емес.