Вопрос 3.

Охарактеризуйте процессы превращения галактозы: локализация, значение, химизм реакций, дефекты ферментов и связанные с ними заболевания.

Галактоза относится к шестичленным моносахаридам – альдозам.

Галактоза образуется в кишечнике в результате гидролиза лактозы. Галактоза– составная часть молочного сахара, является пространственным изомером глюкозы, в печени и молочной железе может изомеризоваться в глюкозу. Является составной частью некоторых гликолипидов, которыми особенно богаты ткани центральной нервной системы.

Взаимопревращение сахаров. Цель его – создание только одного субстрата для реакций метаболизма, а именно а-D-глюкозы, что позволяет сэкономить ресурсы, не образовывать множество ферментов для каждого вида сахара. Реакции протекают в эпителии кишечника и в гепатоцитах.

Галактоза сначала подвергается фосфорилированию по 1-му атому углерода. Отличием от обмена фруктозы является превращение в глюкозу не напрямую, а через синтез УДФ-галактозы, которая впоследствии изомеризуется в глюкозу.

Нарушения обмена галактозы у детей могут быть вызваны генетическим дефектом одного из ферментов:

o галактокиназы

o галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы

o эпимеразы

Заболевание, возникающее при этих нарушениях, получило название галактоземия.

Диагностика. Дети отказываются от еды. Концентрация галактозы в крови возрастает до 11,1-16,6 ммоль/л (норма 0,3-0,5 ммоль/л), в крови появляется галактозо-1-фосфат. К ла-бораторным критериям относятся также билирубинемия, галактозурия, протеинурия, гипе-раминоацидурия, накопление гликозилированного гемоглобина.

Патогенез. Избыток галактозы превращается в спирт галактитол (дульцитол), накап-ливающийся в хрусталике и осмотически привлекающий сюда воду. Изменяется солевой со-став, нарушается конформация белков хрусталика, что приводит к катаракте в молодом воз-расте. Катаракта возможна даже у плодов матерей с галактоземией, употреблявших молоко во время беременности.

При дефекте галактозо-1-фосфат-уридил-трансферазы АТФ постоянно расходуется на фосфорилирование галактозы и дефицит энергии угнетает активность многих ферментов, "токсически" действуя на нейроны, гепатоциты, нефроциты. Как результат возможны за-держка психомоторного развития, умственная отсталость, некроз гепатоцитов и цирроз печени. В почках и кишечнике избыток галактозы и ее метаболитов ингибирует всасывание аминокислот.

Основы лечения. Исключение из рациона молока и других источников галактозы поз-воляет предотвратить развитие патологических симптомов. Однако сохранность интеллекта может быть достигнута только при ранней, не позднее первых 2 месяцев жизни, диагностике и вовремя начатом лечении.

Билет 23.

Вопрос 1.

Кдассифицируйте углеводы по структуре и функциям

Все известные углеводы можно подразделить на две большие группы – простые углеводы и сложные углеводы. Отдельную группу составляют углеводсодержащие смешанные полимеры, например, гликопротеины – комплекс с молекулой белка, гликолипиды – комплекс с липидом, и др.

Простые углеводы (моносахариды, или монозы) являются полигидроксикарбонильными соединениями, не способными при гидролизе образовывать более простые углеводные молекулы. Если моносахариды содержат альдегидную группу, то они относятся к классу альдоз (альдегидоспиртов), если кетонную – к классу кетоз (кетоспиртов). В зависимости от числа углеродных атомов в молекуле моносахаридов различают триозы (С3), тетрозы (С4), пентозы (С5), гексозы (С6) и т.д.:

Наиболее часто в природе встречаются пентозы и гексозы.

Сложные углеводы (полисахариды, или полиозы) представляют собой полимеры, построенные из остатков моносахаридов. Они при гидролизе образуют простые углеводы. В зависимости от степени полимеризации их подразделяют на низкомолекулярные (олигосахариды, степень полимеризации которых, как правило, меньше 10) и высокомолекулярные. Олигосахариды – сахароподобные углеводы, растворимые в воде и сладкие на вкус. Их по способности восстанавливать ионы металлов (Cu2+, Ag+) делят на восстанавливающие и невосстанавливающие. Полисахариды в зависимости от состава можно также разделить на две группы: гомополисахариды и гетерополисахариды. Гомополисахариды построены из моносахаридных остатков одного типа, а гетерополисахариды – из остатков разных моносахаридов.

Дисахариды:

Л актоза — состоит из остатков глюкозы и галактозы.

Сахароза — состоит из остатков глюкозы и фруктозы.

М альтоза — состоит из двух остатков глюкозы.

Полисахариды:

Функции углеводов:

13. Углеводы являются первичными продуктами фотосинтеза, на основе их углеродного скелета образуются практически все другие вещества в клетках автотрофов. Гетеротрофы потребляют эти вещества в качестве пищи.

14. Энергетическая функция: углеводы являются наиболее удобным источником энергии. Основные пути получения энергии у всех живых организмов рассчитаны на использование глюкозы и фруктозы.

15. Структурная функция: полисахариды, например целлюлоза и хитин, входят в состав клеточных стенок, хитинового панциря членистоногих. Также полисахариды являются неотъемлемыми компонентами соединительной ткани животных (хрящи, сухожилия и др.).

16. Запасающая (резервная) функция. Важнейшие резервные углеводы — крахмал (у растений) и гликоген (у животных и грибов).

5.Транспортная функция: в форме углеводов осуществляется основной транспорт веществ в многоклеточных организмах, например в крови животных (глюкоза) или в флоэме высших растений (сахароза).

6.Остатки олигосахаридов, находящиеся на поверхности клеток в составе гликопротеинов и гликолипидов, играют важную роль в межклеточном взаимодействии и адгезии — организации клеток в ткани.

Клиническая медицина

• Декстраны используются как компонент кровезаменителей, например, в виде вязкого раствора на 0,9% NaCl – реополиглюкина,

• применение в кардиологии нашли входящие в состав наперстянки сердечные гликозиды, в качестве агликона они содержат стероиды.

• Гепарин в качестве антикоагулянта применяется при сосудистых нарушениях,

• при заболеваниях позвоночника и суставов широко используются препараты, содержащиегиалуроновую кислоту, хондроитинсульфат и глюкозамины,

• при нарушении функции кишечника используются кристаллическая целлюлоза, лактулоза,хитин (полимер β-1,4-N-ацетилглюкозамина) как стимуляторы перистальтики. Целлюлоза и хитин также используются и в качестве адсорбента,

• инфекционные заболевания лечатся гликозидными антибактериальными средствами, например, стрептомицин, эритромицин, влияющими на синтез белка.