Студент должен знать:
1 Механизмы переваривания углеводов.
2 Механизмы транспорта глюкозы в клетку.
3 Гликолиз.
4 Цикл Кребса.
5 Механизмы действия гормонов.
Студент должен уметь:
1 Выполнять качественные реакции на наличие кетоновых тел.
Структура занятия
Теоретическая часть
1.1 Пути обмена глюкозо-6-Ф в ткани.
1.2 Пентозныйцикл: внутриклеточная и тканевая локализация реакций и ферментов. Биологическое значение и регуляция пентозного цикла.
1.3 Глюконеогенез (ГНГ). Внутриклеточная и тканевая локализация реакций и ферментов. Субстратное обеспечение ГНГ. Глюкозо-лактатный (цикл Кори) и глюкозо-аланиновый (цикл Фелига)межорганные циклы. Субстратная и гормональная регуляция ГНГ. "Футильные" циклы, их роль в регуляции. Биологическое значение ГНГ.
1.4 СхемабиосинтезаосновныхклассовГАГ,егорегуляция.
1.5 Регуляция уровня глюкозы в крови. Нормо-, гипо- игипергликемии. Характеристика, причины, механизм возникновения, их клинические проявления. Роль инсулина в тканевом метаболизмеглюкозы. Роль гомеостаза глюкозы в жизнедеятельности организма.
1.6 Механизмы регуляции уровня глюкозы в крови. Срочный механизм, пути его реализации, роль ЦНС, гормонов, субстратов. Биологическое значение срочного механизма. Постоянный механизм, роль гипоталамо-гипофизарнойрегуляции, гормонов и субстратов в его реализации. Значение ГНГ в его реализации. Биологическое значение этого механизма.
Практическая часть
2.1 Решение задач.
2.2 Лабораторная работа.
Задачи
1 Что из перечисленных субстратов может быть предшественником глюкозы:
а) пируват; б) лактат; в) глицерин; в) жирные кислоты; г) аминокислоты; д) ацетил-КоА?
2 Сколько граммов глюкозы может синтезироваться в организме человека из 4,55 г аланина (М в = 89)? Покажите схематично механизм этого процесса.
3 Дополните схему катаболизма глюкозы недостающими субстратами, назовите процесс и участвующие ферменты:
глюкоза ® Г-6-Ф ®... ® Фр-1,6-Ф ® …® 3-ФГК ® … ® ФЕП ® … ® ацетил-КоА.
4 Покажите схему включения аланина в глюкозу. Этот процесс:
а) связан с использованием АТФ;
б) является окислительно-восстановительным процессом;
в) образует продукт, который может превращаться вгликоген или окисляться по ПФ-пути;
г) обеспечивает регенерацию NAD+ в анаэробных условиях;
д) образует интермедиаты, которыемогутиспользоваться для синтеза жирных кислот;
е) ингибируется высокими концентрациями АТФ и цитрата;
ж) сопряжен с синтезом АТФ?
5 Укажите условия и механизмы активации ГНГ:
а) высоким уровнем CH3-CO~SКоА; б) высоким уровнемжирных кислот; в) низким уровнем жирных кислот; г) низким уровнем АТФ; д) высоким уровнем АТФ.
6 Лактат, циркулирующий в крови, может превращаться в глюкозу:
а) в печени; б) в сердечной мышце; в) в эритроцитах; г) в жировой ткани; д) в головном мозге; е) в кишечнике?
7 В каком из метаболических путей образуются углеводы,используемые для биосинтеза нуклеиновых кислот:
а) гликолиз; б) глюконеогенез; в) цикл Кори; г) цикллимонной кислоты; д) пентозофосфатный путь; е) цикл Фелига?
8 Какие из реакций являются общими для гликолиза и ГНГ:
а) Ф-6-Ф ® Г-6-Ф; б) пируват ® оксалоацетат; в) Г-6-Ф ® глюкоза; г) Ф‑1,6-диФ ® Ф-6-Ф; д) оксалоацетат ® фосфоенолпируват; е) сукцинат ® фумарат; ж) 3-ФГК ® 2-ФГК?
9 Какие из метаболитов являются общими для гликолиза и ГНГ:
а) Ф-6-Ф; б) пируват; в) Г-6-Ф; г) Ф-1,6-диФ; д) оксалоацетат; е) 3-ФГК; ж) глюкоза; з) ацетил КоА; и) фосфоенолпируват; к) фумарат; л) 2-ФГК; м) сукцинат?
10 Главными продуктами пентозофосфатного цикла являются:
а) NADPH; б) гексозы; в) пентозы; г) АТФ; д) NADH; е) a-КГ; ж) лактат; з) цитрат?
Лабораторная работа. Качественные реакции на ацетон (проба Легаля) и ацетоуксусную кислоту (реакция Герхардта)
а) Проба Легаля на ацетон.
 |
Принцип метода. Ацетон и ацетоуксусная кислота в щелочной среде образуют с нитропруссидом натрия оранжево-красное окрашивание (см. уравнение):
После подкисления ледяной уксусной кислотой образуется соединение вишневого цвета.
ВНИМАНИЕ! Соблюдать меры безопасности при работе с гидроксидом натрия.
Ход работы. В пробирку наливают 1 каплю мочи, 1 каплю 10 %-го раствора NaOH и 1 каплю свежеприготовленного нитропруссида натрия. Появляется оранжево-красное окрашивание.
б) Реакция Герхардта на ацетоуксусную кислоту.
Принцип метода. Основан на образовании ацетоацетата железа вишнево-красного цвета.
Ход работы. К 5 каплям мочи прибавляют по каплям 5 %-й раствор хлорного железа, при этом выпадает осадок фосфатов в форме FePO4.
 |
При наличии ацетоуксусной кислоты от дальнейшего прибавления хлорного железа появляется вишнево-красное окрашивание. При стоянии окраска бледнеет вследствие самопроизвольного декарбоксилирования ацетоуксусной кислоты (см. уравнение).
При кипячении процесс протекает очень быстро.
Клинико-диагностическое значение. Образование кетоновых тел происходит в печени, откуда они доставляются другим тканям в качестве энергетического материала. В норме их содержание в крови очень невелико – 13,4–185,2 мкмоль/л (0,14–1,9 мг%). В моче они содержатся в следовых количествах и не выявляются обычными реакциями.
Повышенное содержание кетоновых тел в крови (кетонемия) и в моче (кетонурия) наблюдается при нарушении жирового или углеводного обмена – сахарном диабете, голодании (дефицит углеводов), гиперпродукции гормонов (антагонистов инсулина), кортикостероидов, болезней Гирке. Гипокетонемия не имеет клинического значения.
Выводы. Записать полученный результат и дать его клинико-диагностическую оценку.
Рекомендуемая литература
Основная
1 Материал лекций.
2 Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1990. С. 244–254; 1998. С. 338–343.
3 Николаев А. Я. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1989. С. 196–204.
4 Филиппович Ю. Б. Основы биохимии. М.: Высшая школа, 1993. С. 299–334.
Дополнительная
5 Кендыш Н. И. Регуляция углеводного обмена. М.: Медицина. 1985.
6 Марри Р. и др. Биохимия человека. М.: Мир, 1993. Т. 1. С. 196–224.
7 Ленинджер А. Л. Основы биохимии. М.: Мир, 1985. Т. 2. С. 601–620.
8 Руководство по лабораторной и клинической диагностике. Т. 3. Клиническая биохимия. Киев: Вища школа, 1986.
9 Зилва Дж., Пэннелл П. Клиническая химия в диагностике и лечении. М.: Медицина, 1988. С. 222–231.
Занятие 11
Патология углеводного обмена
Цель занятия: сформировать представления о молекулярных механизмах основных нарушений углеводного обмена, методах их лабораторной диагностики.
