Matura z biologii 2016, zadanie 4: Liposomy, fosfolipidy i dostarczanie leków – odpowiedzi i wyjaśnienie

4.1: hydrofilowa jest część 1, bo styka się z roztworem wodnym. 4.2: wspólną cechą jest dwuwarstwa fosfolipidowa. 4.3: cząsteczki sygnałowe kierują liposom do komórek z receptorami, dzięki czemu lek osiąga większe stężenie w miejscu działania.

O czym jest zadanie 4?

Wstęp pokazuje, że fosfolipidy mają część hydrofilową i hydrofobową, więc w środowisku wodnym samoistnie tworzą liposomy. Liposomy można wypełnić lekiem, a w ich błonie umieścić cząsteczki sygnałowe, aby trafiały do komórek z odpowiednimi receptorami. Rysunki przedstawiają budowę liposomu i jego fuzję z błoną komórkową.

Pełny wstęp z rysunkami i tabelami: oficjalny arkusz CKE, strona 4 · zasady oceniania CKE.

Zadanie 4.1 (0–1 pkt)

Podaj, która część cząsteczki fosfolipidu – 1 czy 2 – ma właściwości hydrofilowe. Odpowiedź uzasadnij, uwzględniając informacje przedstawione na rysunku I.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Część 1; jest zwrócona do roztworu wodnego na zewnątrz i wewnątrz liposomu, więc ma kontakt z wodą.

Na rysunku I główki oznaczone numerem 1 leżą przy wodnym otoczeniu liposomu oraz przy wodnym wnętrzu pęcherzyka. Część hydrofilowa musi kontaktować się z wodą, a hydrofobowe ogony 2 są schowane w środku dwuwarstwy. Dlatego z położenia tej części wynika, że ma charakter hydrofilowy.

Punktacja: Punkt za wskazanie części 1 i uzasadnienie oparte na jej kontakcie z roztworem wodnym; nie wystarczy samo „1” ani ogólne stwierdzenie o budowie fosfolipidu.

Zadanie 4.2 (0–1 pkt)

Podaj wspólną cechę budowy liposomu i błony komórkowej, dzięki której liposomy mogą ulegać fuzji z tą błoną.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Obie struktury zawierają dwuwarstwę fosfolipidową.

Liposom ma błonę zbudowaną z dwuwarstwy fosfolipidów, podobnie jak błona komórkowa. Dzięki takiemu samemu układowi lipidów błony mogą się zbliżyć i połączyć. Fuzja wymaga zgodności budowy lipidowej, a nie tylko półpłynności czy samej zawartości lipidów.

Punktacja: Punkt za wskazanie dwuwarstwy fosfolipidowej lub fosfolipidów jako wspólnej cechy budowy; nie uznaje się odpowiedzi o półpłynności, zawartości lipidów czy właściwościach bez odniesienia do budowy.

Zadanie 4.3 (0–1 pkt)

Wyjaśnij, dlaczego dzięki wprowadzeniu określonych cząsteczek sygnałowych do błony liposomu można zwiększyć skuteczność leku w nich podawanego.

Pokaż odpowiedź

Odpowiedź: Cząsteczki sygnałowe w błonie liposomu są rozpoznawane przez receptory na wybranych komórkach, więc liposom trafia głównie do tych komórek i lek osiąga w nich większe stężenie.

Komórki docelowe mają receptory rozpoznające cząsteczki sygnałowe umieszczone w błonie liposomu. Po związaniu liposom łączy się z błoną lub wnika do właściwej komórki, uwalniając lek bliżej miejsca terapii. Dzięki temu lek nie rozprasza się przypadkowo w całym organizmie, tylko jest dostarczany do wybranych tkanek.

Punktacja: Punkt za wyjaśnienie zawierające przyczynę (cząsteczki sygnałowe), mechanizm (rozpoznanie przez receptory) i skutek (większe stężenie leku w wybranych komórkach lub tkankach); nie uznaje się parafrazy tekstu bez wyjaśnienia.

Najczęstsze błędy w zadaniu 4

Uczniowie mylą części fosfolipidu i wskazują hydrofobowy ogon jako część hydrofilową.
W 4.2 podają półpłynność lub zawartość lipidów zamiast dwuwarstwy fosfolipidowej.
W 4.3 powtarzają tylko, że lek dotrze do komórek z receptorami, nie wyjaśniając mechanizmu i skutku.

Źródło zadania: Centralna Komisja Egzaminacyjna, Matura z biologii 2016, poziom rozszerzony (w maju 2016). Wstęp CKE opracowała na podstawie: C. Kelly, C. Jefferies, S.A. Cryan, Targeted Liposomal Drug Delivery to Monocytes and. Odpowiedzi i wyjaśnienia: anotemy.