1. Теоретическая часть

   1. Пути обмена глюкозо-6-Ф в ткани.

   2. Пентозный цикл: внутриклеточная и тканевая локализация реакций и ферментов. Биологическое значение и регуляция пентозного цикла.

   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.

   4. Схема биосинтеза основных классов ГАГ, его регуляция.

   5. Регуляция уровня глюкозы в крови. Нормо-, гипо- и гипергликемии. Характеристика, причины, механизм возникновения, их клинические проявления. Роль инсулина в тканевом метаболизме глюкозы. Роль гомеостаза глюкозы в жизнедеятельности организма.

   6. Механизмы регуляции уровня глюкозы в крови. Срочный механизм, пути его реализации, роль ЦНС, гормонов, субстратов. Биологическое значение срочного механизма. Постоянный механизм, роль гипоталамо-гипофизарной регуляции, гормонов и субстратов в его реализации. Значение ГНГ в его реализации. Биологическое значение этого механизма.

2. Практическая часть

   1. Решение задач.

   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 в гликоген или окисляться по ПФ-пути;

г) обеспечивает регенерацию NAD⁺ в анаэробных условиях;

д) образует интермедиаты, которые могут использоваться 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 уровнем жирных 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) цикл лимонной 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) -КГ; ж) лактат; з) цитрат?

Лабораторная работа. Качественные реакции на ацетон (проба Легаля) и ацетоуксусную кислоту (реакция Герхардта)

а) Проба Легаля на ацетон.

П ринцип 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.

П ри 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.Кухта В.К.,Морозкина Т.С. Олецкий Э.И., Таганович А.Д. Биологическая химия .

Бином –Асар 2008. –с.172-176, 182-185, 189-192, .

3.Биохимия: под ред. чл.-корр. РАН, проф Е.С. Северина: М. Геотар-Медицина. 2006г. –с.343-350, 355-364.

4.Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. М.: Медицина; 1998. С. 338-343, 353-357, 357-362.

5.Николаев А. Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2004. с.264-267, 278-283, 399-409.

6.Марри Р. и др. Биохимия человека. М.: Мир, 2004г. Т. 1.- с.196-204, 221-224.

7.Филиппович Ю. Б. Основы биохимии. М.: Флинта, 1999. с.357-368.

Занятие 11

Патология углеводного обмена

Цель занятия: сформировать представления о молекулярных механизмах основных нарушений углеводного обмена, методах их лабораторной диагностики.

Исходный уровень знаний и навыков

Студент должен знать:

1. Механизмы переваривания углеводов.

2. Механизмы транспорта глюкозы в клетку.

3. Пути метаболизма глюкозы в тканях.

4. Механизмы регуляции уровня глюкозы в крови.

5. Общую схему энергетического обмена.

Студент должен уметь:

1. Определять содержание глюкозы в биологических жидкостях.

Структура занятия