Лабораторно-практическое занятие №10

Тема: Биологическая роль углеводов. Их переваривание и всасывание. Синтез и распад гликогена.

Цель: Сформировать представление о строении и биологической роли углеводов в организме, их расщеплении в желудочно-кишечном тракте, сущности процессов гликогеногенеза и гликогенолиза, их значении в норме и при патологических состояниях. Научиться определять содержание глюкозы в биологических жидкостях.

Значение: Углеводы вместе с белками, липидами и нуклеиновыми кислотами определяют специфичность их строения и функционирования, а также играют важнейшую роль в энергетическом обмене клетки. От состояния процессов синтеза и распада гликогена зависит уровень глюкозы в крови.

Исходный уровень:

1. Определение, классификация углеводов. Проекционные и циклические формулы моносахаридов. Полисахариды: крахмал, гликоген, гликозаминогликаны. Особенности строения, их биологическая роль.

2. Строение и свойства моносахаридов, ПВК, молочной кислоты, гликогена.

3. Химические свойства моносахаридов, понятие о полуацетальном гидроксиле, гликозидных связях. Виды изомерии.

4. Сущность метаболизма, этапы анаболизма и катаболизма.

5. Классификация ферментов. Функции ферментов различных классов, их локализация.

6. Понятие об аэробных и анаэробных условиях.

7. Последовательность реакций окислительного декарбоксилирования ПВК, ЦТК, роль, энергетическая ценность.

8. АТФ, пути синтеза, функционирование ЭТЦ, роль переносчиков.

9. Строение органов желудочно-кишечного тракта. Биологическая роль пе-

чени.

10. Строение клетки, органоидов.

Вопросы для самоподготовки

1. Классификация, пищевые источники и суточная норма потребления углеводов. Значение клетчатки и пектиновых веществ. Биологическая роль углеводов.

2. Переваривание и всасывание углеводов в желудочно-кишечном тракте.

3. Роль глюкозы в организме.

4. Образование фосфорных эфиров глюкозы; гексокиназная и глюкокиназная реакции, их роль.

5. Основные пути утилизации глюкозы в организме.

6. Последовательность реакций синтеза гликогена, ферменты гликогеногенеза, значение процесса.

7. Роль гликогена в поддержании гомеостаза глюкозы: фосфоролиз и амилолиз. Механизм фосфоролитического расщепления гликогена.

8. Регуляция процессов синтеза и распада гликогена. Реципрокные взаимоотношения между основными ферментами: гликогенсинтазой и фосфорилазой.

9. Суточные колебания содержания глюкозы в крови и уровень натощак; методы определения её концентрации в биологических жидкостях.

Литература

Основная

1. Лекции «Биологическая роль углеводов. Процессы переваривания и всасывания. Метаболизм гликогена».

2. Биологическая химия: Учебник / Е.С. Северин, Т.Л. Алейникова, Е.В. Осипов, С.А. Силаева. – М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2008. – С. 139 – 155.

3. Николаев А.Я. Биологическая химия. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Ме-

дицинское информационное агентство, 2004. – С. 248-253, 260-263, 267-273.

4. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд.,

перераб. и доп - М.: Медицина, 1998. – С. 160-161, 169-187, 319-327.

5. Ситуационные задачи по биохимии: Учебное пособие для студентов ле-

чебного и педиатрического факультетов // Никитина Л.П., Гомбоева А.Ц., Соловьева Н.В. и др. – 2-е изд., испр. и доп. - Чита, 2003. – С. 10-11.

Дополнительная

1. Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2005(2003). – С. 297-312, 315-329.

2. Биохимия. Тесты и задачи: Учеб. пособие для студентов мед. вузов / Под

ред. Е.С. Северина. – 2-е изд., перераб. - М.: ВЕДИ, 2005. – С. 150-161.

3. Биохимия в вопросах и ответах: Учеб. пособие для студентов мед. вузов /

Вавилова Т.П., Евстафьева О.Л. – М.: ВЕДИ, 2005. – С. 45-48.

4. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами / Под ред. Е.С. Се-

верина. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. – С.131-162; 374-387.

5. Биологическая химия: Учеб. пособие для студ. высш. учеб. завед / Под ред. Ковалевской. – М.: Издат. Центр «Академия», 2005. – С.180-207.

6. Клиническая биохимия / А.Я. Цыганенко, В.И. Жуков, В.В. Мясоедов, И.В. Завгородний – М.: «Триада-Х», 2002. – С. 163-165.

7. Щербак И.Г. Биохимия: Учебник. – СПб.: СПбГМУ, 2005. – С.197 -212.

8. Возрастная характеристика процессов переваривания и всасывания углеводов. Микробиологический статус кишечника грудных детей (Методичка для самостоятельной работы).

Лабораторная работа

Углеводы поступают в организм человека главным образом с растительной пищей. Суточная потребность в них составляет в среднем 500 г (в 10 раз больше, чем жиров). В результате последовательного воздействия пищеварительных ферментов сложные углеводы распадаются на моносахариды: глюкозу, фруктозу, галактозу и другие. Их всасывание происходит с разной скоростью: глюкоза и галактоза всасываются легче всего, что обусловлено их преобразованием в эпителии кишечной стенки в фосфорные эфиры.

Всосавшиеся в кровь моносахариды и их эфиры попадают в кровеносную систему и по воротной вене приносятся в печень. Часть молекул глюкозы, проходя через нее, доставляется током крови к каждой клетке, но основная масса откладывается в печени в виде гликогена или же преобразуется в нейтральный жир. При гипогликемии гликоген распадается до глюкозы. Этот процесс осуществляется путем фосфоролиза при участии фермента фосфорилазы и заключается в образовании глюкозо-1-фосфата, который далее изомеризуется и под действием глюкозо-6-фосфатазы может превратиться в свободную глюкозу. Последняя образуется также из гликогена под влиянием амилазы (очень малые количества, около 1-2%).

Несмотря на постоянное использование глюкозы всеми клетками организма её содержание в крови поддерживается на определенном стационарном уровне (3,3-6,1 ммоль/л). Постоянство концентрации глюкозы в крови регулируется центральной нервной системой и осуществляется не только путем прямого воздействия на печень, но и через систему эндокринных желез (главным образом поджелудочной железы, гипофиза и надпочечников). Важное влияние на содержание глюкозы в крови оказывает функциональное состояние печени.

При некоторых заболеваниях наблюдается гипер- или гипогликемия (повышенная или пониженная концентрация глюкозы в крови), поэтому определение количества глюкозы в биологических жидкостях играет большую роль в клинических исследованиях.