Материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления пользователям Интернета и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
© 2018 - 2024
Значение темы: процесс изучения темы направлен на формирование у выпускника следующих компетенций: ОК-1; ОК-5; ОПК-1; ОПК-2; ОПК-7; ОПК-9; ПК-5.
Цель занятия: после изучения темы студент должен:
Знать: Зн. 1, Зн. 2, Зн. 3, Зн. 4, Зн. 5, Зн. 6, Зн. 7, Зн. 8, Зн. 9.
Уметь: Ум. 1, Ум. 2, Ум. 3, Ум. 4, Ум. 5; Ум. 6, Ум. 7, Ум. 8, Ум. 9.
Владеть: Вл. 1.
Основные фундаментальные положения
Важнейшими соединениями, стоящими на пересечении внутриклеточных превращений углеводов, являются глюкозо-6-фосфат и пировиноградная кислота.
Жизненно необходимые реакции анаэробного гликолиза и аэробных превращений глюкозы отличаются уникальной последовательностью реакций, строгими механизмами регуляции и являются метаболическими процессами, объединяющими взаимопревращения белков, липидов и углеводов.
Энергетическая эффективность аэробных превращений ~ в 19 раз выше, чем анаэробных.
Глюконеогенез – гормонально-зависимый процесс образования глюкозы из неуглеводных продуктов (в первую очередь - глицерола, амино- и кетокислот) – важнейший регулятор гликемии. Реакции глюконеогенеза почти полностью повторяют в обратную сторону реакции анаэробного гликолиза за исключением трех.
Фруктоза и галактоза имеют отличные от глюкозы пути всасывания и транспорта в клетки, но, в конечном счете, вливаются в гликолитический путь распада.
Вопросы для изучения темы
1. Пути использования глюкозы в клетках.
2. Гликолиз - окисление глюкозы до пировиноградной кислоты: последовательность ферментативных реакций, распространение и физиологическое значение. Гликолитическая оксидоредукция как условие непрерывного протекания анаэробного гликолиза.
3. Аэробное окисление глюкозы (основной путь катаболизма): этапы, регуляция.
4. Сущность и биологическая роль цикла Кори.
5. Биосинтез глюкозы из молочной кислоты и других субстратов глюконеогенеза: биологическая роль, последовательность реакций.
6. Аллостерические и гормональные механизмы регуляции гликолиза и глюконеогенеза.
7. Особенности обмена фруктозы и галактозы, связь с гликолизом.
8. Наследственные нарушения обмена моносахаридов: галактоземия, фруктоземия. Скрининговая диагностика.
Вопросы, вынесенные на самостоятельное изучение
1. Изменения углеводного обмена при голодании.
2. Изменения углеводного обмена при гипоксии.
Вопросы для самоконтроля
1. Изобразите структурными формулами начальную реакцию метаболизма глюкозы, указав катализирующий фермент.
2. Назовите 4 пути, по которым может использоваться глюкозо-6-фосфат.
3. Назовите три этапа основного пути катаболизма глюкозы.
4. Изобразите, используя химические названия метаболитов, последовательные реакции первого этапа с указанием ферментов.
5. Изобразите, используя химические названия метаболитов, аэробные превращения глюкозы, начиная с пирувата, укажите ферменты.
6. Может ли образоваться молочная кислота, если дегидрогеназа 3-фосфоглицеринового альдегида передает водород в цепь дыхательных ферментов?
7. В каких постклеточных структурах анаэробный гликолиз является основным источником АТФ?
8. Перечислите регуляторные ферменты основного пути окисления глюкозы. Чем они активируются и ингибируются?
9. Рассчитайте энергетический эффект окисления глюкозы отдельно для каждого из трех этапов и суммарный эффект.
10. Назовите реакции основного пути катаболизма глюкозы, в ходе которых дегидрирование происходит при участии НАД+ или ФАД по образцу: «Окисление 3-фосфоглицеринового альдегида – НАД+-зависимое».
11. Выберите правильные утверждения:
а) образующийся в мышцах лактат используется печенью как субстрат для глюконеогенеза;
б) образующийся в эритроцитах лактат участвует в печени в синтезе глюкозы;
в) равновесие реакции, катализируемой лактатдегидрогеназой, зависит от соотношения НАД+ / НАДФН∙Н+;
г) во время мышечных сокращений равновесие лактатдегидрогеназной реакции смещается в сторону образования лактата.
д) все верно.
12. Выберите правильные утверждения:
а) использование в качестве субстратов глюконеогенеза пирувата и лактата предотвращает повышение концентрации протонов.
б) при дефекте глюкозо-6-фосфатазы в мышцах может наблюдаться лактат-ацидоз между приемами пищи.
в) низкая активность пируватдегидрогеназного комплекса может приводить к уменьшению значений рН.
г) прохождение глюкозы через мембрану гепатоцитов является стадией, лимитирующей скорость в цикле Кори.
д) дефект ферментов глюконеогенеза приводит к повышению в крови концентрации пировиноградной кислоты.
13. Почему снижение концентрации глюкозы в крови сопровождается, прежде всего, нарушением деятельности мозга?
14. В каких клетках присутствует фермент глюкозо-6-фосфатаза, расщепляющий глюкозо-6-фосфат с высвобождением глюкозы?
15. Биологическое значение глюконеогенеза.
16. Назовите регуляторные ферменты глюконеогенеза. Почему в одной клетке не могут одновременно протекать гликолиз и глюконеогенез?
17. Перечислите субстраты глюконеогенеза. Какие гормоны активируют глюконеогенез? Назовите последнюю реакцию глюконеогенеза.
18. Изобразите схематически превращения галактозы и фруктозы, связанные с «вливанием» в гликолитический путь. По каким направлениям теоретически могут метаболизировать продукты, образовавшиеся из галактозы?
19. Скорость глюконеогенеза возрастает (выбрать правильное):
а) при высоком содержании углеводов в пище;
б) при низкой концентрации инсулина в крови;
в) в период пищеварения;
г) во время физических упражнений;
д) в постабсорбтивный период.
20. Галактоземия связана с нарушением превращений галактозы на уровне реакции, катализируемой фосфогалактокиназой, галактозо-1-фосфатуридинтрансферазой, галактозо-УДФ-эпимеразой (выбрать правильное).
21. Перечислите биохимические признаки дефицита галактокиназы и галактозо-1-фосфатуридинтрансферазы.
22. С чем связаны нарушения углеводного обмена при накоплении галактозо-1-фосфата, галактозы?
23. Чем обусловлена эссенциальная фруктозурия?
24. Назовите блок, вызывающий наследственную непереносимость фруктозы, перечислите признаки этого заболевания.
Ситуационные задачи
1. В культуру клеток печени, использующих в качестве субстрата окисления глюкозу, внесли ингибитор цитохромоксидазы. В каком направлении изменятся: синтез АТФ, выделение углекислоты, концентрация молочной кислоты, интенсивность ПФП?
2. В ткани функционирующего органа, потребляющего в качестве субстрата окисления глюкозу, повысились уровень НАДФН∙Н+ и концентрация молочной кислоты, снизилось потребление кислорода. С чем это может быть связано?
3. Интенсивность обеспечения ткани кислородом такова, что 5/6 всей глюкозы окисляется анаэробно. Рассчитайте энергетический эффект окисления 60 мкмоль глюкозы (в мкмоль АТФ) при таком характере окисления. ПФП в расчет не принимать.
4. Активность фермента, катализирующего синтез ТПФ (тиаминпирофосфата), резко ограничена. Какие изменения произойдут в обмене углеводов?
5. Подсчитайте энергетический эффект гликолиза: субстрат – гликоген, скорость образования лактата – 0,05 мкмоль на 1 г ткани в 1 ч.
6. Рассчитайте количество моль АТФ, образующихся при полном окислении сахарозы?
7. Составьте схему глюконеогенеза из аланина и аспарагиновой
кислоты. Подсчитайте, какое количество АТФ затрачивается на синтез глюкозы из этих субстратов.
8. У больного обнаружена высокая гипергликемия, глюкозурия, ацетонурия, снижены щелочные резервы. Имеет ли смысл введение гормона (какого); не окажет ли это отрицательное действие?
9. В крови у здорового ребенка обнаружена фруктоза. Назовите молекулярный дефект.
10. Ребенок 2 мес., плохо развивался, терял в массе. После кормления у него постоянно возникала диарея. Исключение из пищи молока и перевод на кормление глюкозой не дали положительного результата. При обследовании ребенка получены следующие данные: нагрузка глюкозой мало влияла на концентрацию сахара в крови, диарея сохранялась; нагрузка сахарозой сопровождалась умеренным повышением уровня сахара в крови; нагрузка фруктозой сопровождалась быстрым повышением уровня сахара в крови и хорошо переносилась; при биопсии тонкой кишки обнаружена нормальная активность сахаразы, изомальтазы и лактазы; в кале обнаружены глюкоза и галактоза. Предположительная причина заболевания?
11. У ребенка старшего грудного возраста с нормальным развитием и массой при переводе на смешанное питание появились стойкая диарея, рвота, боли в животе после приема пищи. Исключение из рациона молока не дало положительного результата. При обследовании обнаружили, что после нагрузки сахарозой уровень сахара в крови повышался незначительно. Какие дополнительные анализы необходимы для постановки диагноза?
12. Ферменты глюко- и гексокиназа катализируют одинаковую реакцию. Напишите реакцию, протекающую под действием этих ферментов; укажите различие в активности, регуляции и локализации этих ферментов. Объясните биологическое значение наличия в организме двух видов ферментов, катализирующих одинаковую реакцию.
13. У пациента в крови повышена концентрация лактата (равновесие реакции: пируват + НАДН∙Н+ → лактат + НАД+ – смещено в сторону образования лактата). Такое состояние называется лактат-ацидоз. Что может явиться причиной?
14. Гликолизирующая система образует 6 мкмолей молочной кислоты на 1 г ткани в 1 ч. Каков энергетический эффект, если система в качестве субстрата окисляет только глюкозу (выразить числом мкмоль АТФ)?
15. Превращение НАДН∙Н+ в НАД+ в гликолизирующей системе протекает со скоростью 0,1 мкмоль/ч. Сколько молей глюкозы потребляется за 1 ч, если глюкоза – единственный субстрат окисления?
16. При аэробном окислении глюкозы исследуемой тканью образуется 36 мкмоля СО2 в 1 ч. Чему равна интенсивность потребления глюкозы?
17. Какие процессы ускоряются при избирательном торможении реакции окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты?
18. Сколько молей АТФ может синтезировать ткань печени за счет энергии полного сгорания 5 моль глюкозы до СО2 и Н2О, если:
а) функционируют все элементы дыхательной цепи;
б) заблокирован первый этап сопряжения;
в) в среде присутствуют ингибиторы цитохромоксидазы.
19. Всеядное животное содержится на рационе, лишенном углеводов. Количество белков и жира в рационе достаточно. Концентрация сахара в крови нормальна, уровень гликогена в печени несущественно снижен. За счет какого процесса (преимущественно) поддерживается уровень сахара в крови, какие ферментные системы поддерживают этот процесс, повышения уровня каких продуктов в крови можно ожидать?
20. У грудного ребенка отмечена умственная отсталость, помутнение хрусталика. В крови и моче повышено содержание галактозы. О каком заболевании можно думать? Как кормить ребенка?
Лабораторная работа
1. Определение метаболитов углеводного обмена в сыворотке, плазме крови и моче.
Тема №10
Дата: 2019-03-05, просмотров: 804.