понижении - распад. Так же на обмен гликогена может влиять адреналин в экстремальной ситуации.

3) При высоких концентрация глюкозы в крови активируется инсулин, который превращает глюкозу в гликоген. Это нужно для того, чтобы глюкоза не накапливалась в крови. Если же глюкоза в больших количествах остается в крови, то это свидельствует о наружениях обмена веществ и может служить предвестником некоторых смертельных заболеваний. Концентрация глюкозы в норме составляет 3,3-5,5 ммоль/л (60-100 мг/дл).

ГЛИКОНЕОГЕНЕЗ

Задача №1

На рисунке изображены кривые, характеризующие уровень глюкозы в крови после сахарной нагрузки.

Инсулиновый статус пациентов

С – гипергликемия Б – норма А – гипогликемия

А) Б – сахарная кривая здорового, С – больного сахарным диабетом; Б) 1. Причины повышения уровня глюкозы в крови при сахарном диабете:

Сахарный диабет первого типа. Он вызван дефицитом инсулина (глюкоза не превращается в гликоген). Поджелудочная железа не справляется, поэтому больному необходимо принимать препараты, содержащие этот гормон.

Сахарный диабет второго типа. Его причина – инсулинорезистентность. Самого гормона в организме достаточно, но клетки к нему нечувствительны, поэтому транспортировка глюкозы не происходит.

В) Толерантность к глюкозе – это способность организма быстро снизить уровень глюкозы к норме за счет превращения ее в гликоген под воздействием инсулина.

Задача №2

У ребенка младшего возраста с нормальным развитием появилась стойкая диарея, рвота, боли в животе после приема пищи. Исключение из рациона молока не дало положительного результата. После нагрузки сахарозой уровень глюкозы в крови повышается незначительно. В чем причина наблюдаемых симптомов?

Фруктоземия - наследственная непереносимость фруктозы, возникающая при генетически обусловленном дефекте фруктозо-1-фосфатальдолазы, непроявляется, пока ребёнок питается грудным молоком, т.е. пока пища несодержит фруктозы. Симптомы возникают, когда в рацион добавляют фрукты, соки и овощи.

Дефект альдолазы фруктозо-1-фосфата сопровождается накоплением фруктозо-1- фосфата, который ингибирует активность фосфоглюкомутазы, превращающей глюкозо-1-фосфат в глюкозо-6-фосфат и обеспечивающей включение продукта гликогенфосфорилазной реакции в метаболизм. Поэтому происходит торможение распада гликогена на стадии образования глюкозо-1-фосфата, в результате чего развивается гипогликемия. Как следствие, ускоряется мобилизация липидов и окисление жирных кислот. Следствием ускорения окисления жирных кислот и синтеза кетоновых тел, замещающих энергетическую функцию глюкозы, может быть метаболический ацидоз, так как кетоновые тела являются кислотами и при высоких концентрациях снижают рН крови.

А)

Сахароза (C12H22O11) — дисахарид из группы олигосахаридов, состоящий из двух моносахаридов: α-глюкозы и β- фруктозы.

Б) Транспорт моносахаридов в клетки слизистой оболочки кишечника может осуществляться путём облегчённой диффузии и активного транспорта. В случае активного транспорта глюкоза и Na+ проходят через мембраны с люминальной стороны, связываясь с разными участками белка переносчика. При этом Na+ поступает в клетку по градиенту концентрации и одновременно глюкоза транспортируется против градиента концентрации (вторично-активный транспорт). Следовательно, чем больше градиент Na+, тем больше поступление глюкозы в энтероциты. Градиент концентрации Na+, являющийся движущей силой активного симпорта, создаётся работой Na+/K+ - АТФ-азы. Перенос в клетки слизистой оболочки кишечника по механизму вторично-активного транспорта характерен также для галактозы. При разной концентрации глюкозы в просвете кишечника «работают» различные механизмы транспорта. Благодаря активному транспорту эпителиальные клетки кишечника могут поглощать глюкозу при её очень низкой концентрации в просвете кишечника. Если же концентрация глюкозы в просвете кишечника велика, то она может транспортироваться в клетку путём облегчённой диффузии. Таким же способом может всасываться и фруктоза. Большая часть фруктозы при входе в клетку становится фосфорилированной, затем превращается в глюкозу и до попадания в кровь транспортируется уже в форме глюкозы.

В) Если вместо сахарозной нагрузки использовать нагрузку глюкозой, то клиническая картина не изменится, так как организм ребенка толерантен к глюкозе, то есть способен ее нормально усваивать.

Если использовать фруктозную нагрузку, то клиническая картина ухудшится, так как у ребенка непереносимость фруктозы.

Стоит помнить о том, что сахароза – это дисахарид, и в его состав входят глюкоза и фруктоза.

Задача №3

В период пищеварение в гепатоцитах возрастает содержание фруктозо-2,6- бифосфата. Объясните причину данного явления и роль этого вещества в регуляции углеводного обмена.

Фруктозо-2,6-бисфосфат образуется в абсорбтивный период путем фосфорилирования фруктозо-6-фосфата при участии бифункционального фермента (БИФ). В период пищеварения после приема богатой углеводами пищи инсулин/глюкагоновый индекс возрастает, активирует фермент фосфопротеинфосфатазу, что приводит к появлению формы БИФ-ОН. БИФ-ОН обладает киназной активностью и способствует образованию фруктозо-2,6- бисфосфата.

Направление реакций второго субстратного цикла зависит от активности фосфофруктокиназы и фруктозо-1,6-бисфосфатзы. Регулирует активность этих ферментов. фруктозо-2,6-бисфосфат,. который одновременно выполняет функцию аллостерического активатора фосфофруктокиназы и аллостерического ингибитора фруктозо-1,6-бисфосфатзы.

периоде будет снижение активности фосфофруктокиназы, замедление гликолиза и переключение гликолиза на глюконеогенез.

В) Направление реакций второго субстратного цикла зависит от активности фосфофруктокиназы и фруктозо-1,6-бисфосфатзы. Регулирует активность этих ферментов. фруктозо-2,6-бисфосфат,. который одновременно выполняет функцию аллостерического активатора фосфофруктокиназы и аллостерического ингибитора фруктозо-1,6-бисфосфатзы.

Задача №4

Спортсмен пробегает 5км. Укажите, поток какого продукта катаболизма глюкозы увеличивается из мышц в печень к концу дистанции.

1.В условиях голодания часть белков мышечной ткани распадается до аминокислот, которые далее включаются в процесс катаболизма.

Из всех аминокислот, поступающих в печень, примерно 30% приходится на долю

аланина.

Это объясняется тем, что при расщеплении мышечных белков образуются аминокислоты, многие из которых превращаются сразу в пируват или сначала в оксалоацетат, а затем в пируват. Последний превращается в аланин, приобретая аминогруппу от других аминокислот.

Аланин из мышц переносится кровью в печень, где снова преобразуется в пируват, который частично окисляется и частично включается в глюконеогенез.

2. Лактат не является конечным продуктом метаболизма, полностью удаляемым из организма. Однако, сама мышечная клетка ни при работе, ни во время отдыха не способна превратить лактат в пируват из-за низкого сродства изофермента ЛДГ-5 к лактату. Поэтому во время и после нагрузки (при восстановлении) лактат удаляется из скелетных мышц А) Цикл Аланин-глюкоза: Существует следующая последовательность событий

(глюкозо-аланиновый цикл): глюкоза в мышцах → пируват в мышцах → аланин в мышцах → аланин в печени → глюкоза в печени → глюкоза в мышцах.

Б) 1.В анаэробных условиях реакцию превращения пирувата в лактат (и наоборот тоже) катализирует фермент лактатдегидрогеназа.

2.Ферменты аэробного гликолиза (глюкоза в пируват): Е1 - гексокиназа или глюкокиназа Е2 - глюкозофосфатизомераза Е3 - фосфофруктокиназа Е4 - фруктозодифосфатальдолаза Е5 – триозфосфатизомераза

Е6 - глицеральдегид-3-фофатдегидрогеназа Е7 - фосфоглицераткиназа Е8 - фосфоглицератфосфомутаза Е9 - енолгидратаза Е10 - прируваткиназа

3. Механизмы регуляции активности ферментов:

-аллостерических механизмов регуляции активности ключевых ферментов;

-ковалентной модификации ферментов путем фосфорилирования (дефосфорилирования) с участием инсулина и глюкагона;

-индукции (репрессии) синтеза ключевых ферментов;

В) Весь цикл аланин-глюкоза не приводит к увеличению количества глюкозы в мышцах, но он решает проблемы транспорта аминного азота из мышц в печень и предотвращает лактоацидоз.

Цикл Кори выполняет 2 важнейшие функции:

1- обеспечивает утилизацию лактата;

2- предотвращает накопление лактата и, как следствие этого, опасное снижение рН (лактоацидоз).

Задача №5

Обоснуйте, почему больному с алкогольной интоксикацией не рекомендуется быстрое внутривенное введение раствора глюкозы?

При алкогольной интоксикации развивается гипогликемия — снижение уровня глюкозы в крови, которая служит основным субстратом для получения энергии в организме, а при недостатке ее развивается энергетическая недостаточность, в основном, клеток мозга. Это происходит это происходит потому что алкоголь угнетает образование глюкозы и истощает запасы гликогена в печени. Также из-за выпивки глюкоза расходуется на повышенный метаболизм и терморегуляцию: из-за алкоголя повышается теплоотдача за счёт расширении сосудов и теряется тепло.

1.Необходимо вспомнить, что основная масса этанола метаболизируется в печени по следующей схеме:

б) как видно из предложенной схемы распад этилового спирта приводит к снижению соотношения НАД+/НАДН2, что, в свою очередь, имеет следствием усиленное восстановление кетокислот в оксикислоты, в частности пирувата в лактат, оксалоацетата в малат. Вследствие этого нарушается процесс глюконеогенеза и развивается ацидоз. Таким образом, при алкогольном отравлении отмечается снижение концентрации глюкозы в крови (гипогликемия) и признаки метаболического ацидоза; в) быстрое внутривенное введение раствора глюкозы больному с алкогольной

интоксикацией вызывает увеличение распада этого соединения по гликолитическому пути до молочной кислоты (вследствие тканевой гипоксии), в результате чего усугубляется лактатацидоз.

А) Глюконеогенез – процесс синтеза глюкозы «de novo» из веществ неуглеводной природы.

Биологическая роль глюконеогенеза - поддержание уровня глюкозы в крови в период длительного голодания и интенсивных физических нагрузок.

Б) Первичные субстраты глюконеогенеза: лактат, аминокислоты и

глицерол.

Лактат - образуется при любых состояниях организма в эритроцитах и работающих мышцах. Таким образом, лактат используется в глюконеогенезе постоянно. Аминокислоты - образуются в результате распада белков мышц и соединительной ткани и включаются в глюконеогенез при длительном голодании или продолжительной мышечной нагрузке.

Глицерол - высвобождается при гидролизе жиров в жировой ткани в постабсорбтивный период или при физической нагрузке;

В) Существенное влияние на глюконеогенез оказывает этанол.

Метаболизм этанола на 90% происходит в печени.Превращение этанола включает две реакции дегидрирования с образованием ацетил-КоА и его последующее окисление в цитратном цикле. Алкогольдегидрогеназа содержится в основном в печени (95%), а также в других органах (мозге, почках, легких, кишечнике). Для окисления суточной нормы углеводов (500 г) требуется такое же количество NAD+, как и для окисления 125 г этанола. Частично окисление этанола протекает под действием микросомальных ферментов окисления. В результате катаболизма этанола увеличивается количество NADH, что приводит к смещению лактатдегидрогеназной реакции в сторону образования лактата, снижению образования пирувата и замедлению глюконеогенеза