Задача №34.
Один спортсмен пробежал на соревнованиях дистанцию 100м, а другой – 5000 метров. У которого из них выше содержание молочной кислоты в крови? Объясните.
При кратковременной тяжелой физической работе, такой как спринтерский бег, человек не может дышать достаточно глубоко и часто, чтобы в необходимой степени обеспечить аэробные обменные процессы в мышцах, так же в быстрых мышечных волокнах очень низкое содержание миоглобина, поэтому в них преимущественно происходит процесс анаэробного гликолиза, в результате которого из глюкозы образуется лактат. Так же из-за сокращения нарушается приток крови и затруднено использование глюкозы из крови. Пока в мышце есть запас гликогена, глюкоза является основным источником энергии. Лактат, образовавшийся в мышце, транспортируется в кровь и вступает в цикл Кори в печени, но поскольку это процесс длительный, а молочной кислоты много, она долгое время циркулирует в крови.
При длительных физических нагрузках, таких как бег на дальние дистанции, человек дышит достаточно, кислорода хватает на аэробные обменные процессы, поэтому анаэробный гликолиз идет не так активно. Основной путь метаболизма глюкозы в этом случае – аэробный распад. Через некоторое время, около 30 минут, в мышцах происходит переключение углеводного обмена на липидный. Основным источником энергии для мышц становятся триглицериды. При распаде липидов лактат не образуется. Так же за длительное время физической работы, большая часть молочной кислоты, образовавшаяся в мышцах в начале, успевает включиться с цикл Кори.
«Судьба» молочной кислоты (цикл Кори):
Таким образом, в крови спортсмена, пробежавшего 100м в крови содержание молочной кислоты выше, чем у спортсмена, пробежавшего 5000м.
Задача №35.
При подкожном введении в организм инсулина в крови наблюдается снижение концентрации глюкозы, аминокислот и свободных жирных кислот. Объясните, почему это происходит? Будет ли подобный эффект проявляться при поступлении инсулина в организм через желудочно-кишечный тракт? Объясните.
Инсулин – гормон поджелудочной железы, по химической природе является пептидом. Инсулинозависимыми являются жировая и поперечнополосатая мышечная ткань, они имеют тирозинкиназные рецепторы к инсулину, так же инсулин регулирует некоторые процессы, протекающие в печени. В клетках мишенях обладает множественным действием на все виды обмена веществ.
Действие инсулина на обмен углеводов:
Увеличивает проницаемость мембраны для глюкозы, активируя движение глюкозных транспортеров 4-ого типа (ГЛЮТ-4) к поверхности мембраны.
Активирует гексокиназу – фермент, фосфорилирующий глюкозу в 6-ом положении, образуя «замковую» форму – глюкозо-6-фосфат.
Активирует гликогенсинтетазу.
Активирует ферменты гликолиза – фосфофруктокиназа, пируваткиназа.
Активирует ферменты цикла Кребса – цитратсинтаза, все дегидрогеназы.
Активирует ферменты пентозофосфатного пути – дегидрогеназы, транскетолазы.
Подавляет фермент распада гликогена – гликоген-фосфорилаза А.
Подавляет ферменты глюконеогенеза – пируваткарбоксилаза, фосфоенолпируваткарбоксикиназа.
Подавляет фермент глюкозо-6-фосфатазу.
Действие инсулина на обмен липидов:
Ускоряет поступление жирных кислот в адипоциты.
Активирует липогенез.
Подавляет липолиз.
Подавляет синтез кетоновых тел.
Действие инсулина на обмен белков:
Ускоряет поступление аминокислот в цитоплазму клеток.
Усиливает репликацию и транскрипцию ДНК, и биосинтез белка.
Подавляет распад белка.
Поскольку инсулин является гормоном пептидной природы, в ЖКТ он подвергнется действию ферментов протеаз, что приведет к распаду его до аминокислот. Эффекта он в таком случае не окажет.