Зачет 2 (часть 2). БХ. Углеводы. Шпора

Вопрос15.Механизм окислительного декарбоксилирования ПВК.

 В аэробных условиях пировиноградная кислота окисляется; этот процесс называется окислительным декарбоксилированием пировиноградной кислоты. Катализирует этот процесс мультиэнзимный комплекс, который называется пируватдегидрогеназным комплексом. В состав этого комплекса входят три фермента и пять коферментов.Первый этап аэробного превращения ПВК заключается в ее декарбоксилировании, катализируемом пируватдекарбоксилазой (E₁), коферментом которой является тиаминпирофосфат. В результате образуется оксиэтильный радикал, ковалентно связанный с коферментом.Фермент, ускоряющий второй этап окислительного декарбоксилирования ПВК, - липоат-ацетилтрансфераза содержит в своем составе два кофермента: липоевую кислоту и коэнзим A (KoASH). Заключительную стадию окислительного декарбоксилирования ПВК катализирует дигидролипоилдегидрогеназа, коферментом которой является ФАД. Кофермент отщепляет два атома водорода от дигидролипоевой кислоты, тем самым воссоздавая первоначальную структуру данного коферментаКонечным акцептором атомов водорода является НАД:ФАД · 2Н + НАД⁺ → ФАД + НАДН + Н⁺

Суммарный результат многостадийной реакции выглядит следующим образом:

Вопрос16.Аэробный гликолиз

Аэробным гликолизом называют процесс окисления глюкозы до пировиноградной кислоты, протекающий в присутствии кислорода. Все ферменты, катализирующие реакции этого процесса, локализованы в цитозоле клетки.

Протекает он в 3 этапа: 1) гликолиз с образованием пировиноградной кислоты; 2) окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты до (ацетил-КоА); 3) окисление последнего в цикле Кребса до углекислого газа и воды. Энергетический баланс аэробного окисления глюкозы значительно выше, чем анаэробного, и составляет 38 молекул АТФ.

Реакции аэробного гликолиза Превращение глюкозо-6-фосфата в 2 молекулы глицеральдегид-3-фосфата

Превращение глицеральдегид-3-фосфата в пируват. Эта часть аэробного гликолиза включает реакции, связанные с синтезом АТФ.

Окисление цитоплазматического NADH в митохондриалъной дыхательной цепи. NADH, образующийся при окислении глицеральдегид-3-фосфата в аэробном гликолизе, подвергается окислению путём переноса атомов водорода в митохондриальную дыхательную цепь. Однако цитозольный NADH не способен передавать водород на дыхательную цепь, потому что митоховдриальная мембрана для него непроницаема. Перенос водорода через мембрану происходит с помощью специальных систем, называемых "челночными". В этих системах водород транспортируется через мембрану при участии пар субстратов

Выход АТФ при аэробном гликолизе На образование фруктозо-1,6-бисфосфата из одной молекулы глюкозы требуется 2 молекулы АТФ (реакции 1 и 3 на рис. 7-33). Реакции, связанные с синтезом АТФ, происходят после распада глюкозы на 2 молекулы фосфотриозы, т.е. на втором этапе гликолиза. На этом этапе происходят 2 реакции субстратного фосфорилирования и синтезируются 2 молекулы АТФ 

Вопрос17.ГНГ

Глюконеогенез — синтез глюкозы из соединений неуглеводной природы.

В организме взрослого человека за сутки может синтезироваться до 250 г глюкозы.

Глюконеогенез осуществляется главным образом в печени (синтезируетя до 90 % всей

глюкозы), в корковом веществе почек и в энтероцитах (совсем незначительно).

Глюконеогенез стимулируется при длительном голодании, при ограничении

поступления углеводов с пищей, в период восстановления после мышечной нагрузки, у

новорождённых в первые часы после рождения

2ПВК + 4АТФ + 2ГТФ + 2НАДН Н+ + 2Н+ + 6Н2О → Глюкоза + 4АДФ + 2ГДФ + 6Фн + 2НАД+

Глюконеогенез протекает, в основном, по тому же пути, что и гликолиз, но в обратном

Направлении.

Энергетический баланс. На синтез молекулы глюкозы из двух молекул пирувата

расходуется 4АТФ и 2ГТФ (6АТФ). Энергию для глюконеогенеза поставляет процесс β-окис-

ления жирных кислот.

Биологическая роль глюконеогенеза:

1. Поддержание уровня глюкозы в крови. При длительном голодании (голодание более

суток) глюконеогенез является единственным процессом, поставляющим глюкозу в кровь.

2. Возвращение лактата в метаболический фонд углеводов. Лактат, образующийся в

процессе анаэробного окисления глюкозы в эритроцитах и скелетных мышцах,

транспортируется кровью в печень и превращается в гепатоцитах в глюкозу. Это так

называемый межорганный цикл Кори.

Вопрос18.Субстратное,энергетич.обеспеч.ГНГ.Цикл кори и фелинга

Глюконеогенез — процесс образования в печени и отчасти в корковом веществе почек (около 10 %) молекул глюкозы из молекул других органических соединений — источников энергии

При голодании в организме человека активно используются запасы питательных веществ (гликоген, жирные кислоты). Они расщепляются до аминокислот, кетокислот и других неуглеводных соединений. Большая часть этих соединений не выводится из организма, а подвергаются реутилизации. Вещества транспортируются кровью в печень из других тканей, и используются в глюконеогенезе для синтеза глюкозы — основного источника энергии в организме. Таким образом, при истощении запасов организма, глюконеогенез является основным поставщиком энергетических субстратов.

Цикл Кори — совокупность биохимических ферментативных процессов транспорта лактата из мышц в печень, и дальнейшего синтеза глюкозы из лактата, катализируемое ферментами глюконеогенеза. При интенсивной мышечной работе,а также в условиях отсутствия или недостаточного числа митохондрий (например,в эритроцитах или мышцах) глюкоза вступает на путь анаэробного гликолиза с образованием лактата. Лактат не может далее окисляться, он накапливается (при его накоплении в мышцах раздражаются чувствительные нервные окончания, что вызывает характерную ломоту в мышцах). С током крови лактат поступает в печень. Печень является основным местом скопления ферментов глюконеогенеза(синтез глюкозы из неуглеводных соеднений), и лактат идет на синтез глюкозы.

Вопрос19.ПФП(ПЦ)

Пентозофосфатный путь служит альтернативным путём окисления глюкозо-6-фосфата. Пентозофосфатный путь состоит из 2 фаз (частей) - окислительной и неокислительной.

В окислительной фазе глюкозо-6-фосфат необратимо окисляется в пентозу - рибулозо-5-фосфат, и образуется восстановленный NADPH.

Суммарное уравнение окислительного этапа пентозофосфатного пути можно представить в виде:

Глюкозо-6-фосфат + 2 NADP⁺ + Н₂О → Рибулозо-5-фосфат + 2 NADPH + Н⁺ + СО₂.

В неокислительной фазе рибулозо-5-фосфат обратимо превращается в рибозо-5-фосфат и метаболиты гликолиза.

Пентозофосфатный путь обеспечивает клетки рибозой для синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов и гидрированным ко-ферментом NADPH, который используется в восстановительных процессах.

Суммарное уравнение пентозофосфатного пути выражается следующим образом:

3 Глюкозо-6-фосфат + 6 NADP⁺ → 3 СО₂ + 6 (NADPH + Н⁺) + 2 Фруктозо-6-фосфат + Глицеральдегид- 3 -фосфат.

Ферменты пентозофосфатного пути, так же, как и ферменты гликолиза, локализованы в цитозоле.

Наиболее активно Пентозофосфатный путь протекает в жировой ткани, печени, коре надпочечников, эритроцитах, молочной железе в период лактации, семенниках.

Окислительный этап образования пентоз и неокислительный этап (путь возвращения пентоз в гексозы) составляют вместе циклический процесс.

Такой процесс можно описать общим уравнением:

6 Глюкозо-6-фосфат + 12 NADP⁺ + 2 Н₂О → 5 Глюкозо-6-фосфат + 12 NADPH +12 Н⁺ + 6 СO₂.

Протекание пентозофосфатного цикла позволяет клеткам продуцировать NADPH, необходимый для синтеза жиров, не накапливая пентозы.

Вопрос20.Строение ГАГ

Гликозаминогликаны представляют собой длинные неразветвлённые цепи гетерополиса-харидов. Они построены из повторяющихся дисахаридных единиц. Одним мономером этого дисахарида является гексуроновая кислота (D-глюкуроновая кислота или L-идуроновая), вторым мономером - производное аминосахара (глюкоз- или галактозамина). NH₂-rpynna аминосахаров обычно ацетилирована, что приводит к исчезновению присущего им положительного заряда.

В настоящее время четко расшифрована структура шести основных классов гликозаминогликанов 

Гиалуроновая кислота впервые была обнаружена в стекловидном теле глаза.

Повторяющаяся дисахаридная единица в гиалуроновой кислоте имеет следующую структуру: рисунок на обратной стороне.

Хондроитин-4-сульфат и хондроитин-6-сульфат различаются распределением в разных видах соединительной ткани

Дерматансульфат особенно характерен для дермы (кожи). 

Гепарин известен прежде всего как антикоагулянт. Однако его следует относить к гликозаминогликанам, так как он синтезируется тучными клетками, которые являются разновидностью клеточных элементов соединительной ткани. 

На синтез гликозаминогликанов влияют глюкокортикоиды: они тормозят синтез гиалуроновой кислоты и сульфатированных гликозаминогликанов. Показано также тормозящее действие половых гормонов на синтез сульфатированных гликозаминогликанов в органах-мишенях.

Вопрос21.Нормо-,гипер- и гипогликемия

Гипергликемия- высокое содержание сахара в крови. Уровень сахара в норме регулирует гормон инсулин. При сахарном диабете инсулин не вырабатывается в должном количестве. А значит, поддержание уровня сахара в крови в пределах нормы является основной задачей лечения. Гипергликемию у диабетиков может вызвать чрезмерное и неправильное питание, недостаточная физическая нагрузка, пропуск очередного введения инсулина или приема сахароснижающих препаратов, стресс, инфекционные заболевания и даже менструации. 

Проявление: усиление жажды, частое мочеиспускание, усталость и утомляемость, повышение аппетита, помутнение зрения и появление мурашек перед глазами, головная боль, снижение концентрации внимания, сухость кожи, раздражительность. 

Гипогликемия –низкий уровень сахара в крови. Это состояние возникает только у больных, получающих сахароснижающие препараты (инсулин или сахароснижающие таблетки), и является осложнением не заболевания, а лечения.  Причины снижения сахара в крови могут быть самые разные: пропуск приема пищи, чрезмерная физическая нагрузка, прием алкоголя, стрессовая ситуация и т.д. 

Проявление:  спутанность сознания, дрожь, потливость, озноб, помутнение зрения, головная боль, слабость, затруднение речи, онемение губ. 

Вопрос22.Махенизм действия инсулина

Инсули́н -гормон пептидной природы, образуется в бета-клетках островков Лангергансаподжелудочной железы. Оказывает многогранное влияние на обмен практически во всех тканях. Основное действие инсулина заключается в снижении концентрации глюкозы в крови.

Инсулин увеличивает проницаемость плазматических мембран для глюкозы, активирует ключевые ферменты гликолиза, стимулирует образование в печени и мышцах из глюкозы гликогена, усиливает синтез жиров и белков. Кроме того, инсулин подавляет активность ферментов, расщепляющих гликоген и жиры. То есть, помимо анаболического действия, инсулин обладает также и антикатаболическим эффектом.

Нарушение секреции инсулина вследствие деструкции бета-клеток — абсолютная недостаточность инсулина — является ключевым звеном патогенеза сахарного диабета 1-го типа. Нарушение действия инсулина на ткани — относительная инсулиновая недостаточность — имеет важное место в развитии сахарного диабета 2-го типа.

Механизм действия: Осуществление действия инсулина происходит через белок-рецептор, представляющий собой интегральный белок мембраны клетки, который состоит из 2-х субъединиц(a и b), образованных 2-мя полипептидными цепочками.

А-субъединица рецептора распознаёт и связывается с инсулином, изменяя при его присоединении свою геометрическую форму. Вследствие чего проявляется тирозинкиназная активность и у В-субъединицы, что запускает цепь реакций по активации ферментов, которая начинается с самофосфорилирования рецептора

Вопрос23.срочный механизм регуляции глюкозы

Уровень глюкозы в крови является одним из гомеостатических параметров. Регуляция уровня глюкозы в крови – это сложный комплекс механизмов, обеспечивающий постоянство энергетического гомеостаза для наиболее жизненно важных органов (мозг, эритроциты). Глюкоза – главный и едва не единственный субстрат энергетического обмена. Существует два механизма регуляции:

1. Срочный (через ЦНС)

2. Постоянный (через гормональное влияние)

Срочный механизм срабатывает практически всегда при действии на организм любых экстремальных факторов. Он осуществляется по классической модели (через зрительный анализатор воспринимается информация об опасности. Возбуждение из одного очага в коре распространяется по всем зонам коры. Затем возбуждение передаётся на гипоталамус, где находится центр симпатической нервной системы. По спинному мозгу импульсы поступают в симпатический ствол и по постганглионарным волокнам к коре надпочечников. При этом происходит выброс адреналина, который запускает аденилатциклазный механизм мобилизации гликогена).

Срочный механизм поддерживает стабильную гликемию на протяжении 24 часов. В дальнейшем запас гликогена уменьшается и уже спустя 15 – 16 часов подключается постоянный механизм, в основе которого лежит глюконеогенез. После истощения запасов гликогена, возбуждённая кора продолжает посылать импульсы в гипоталамус. Отсюда выделяются либерины, которые с током крови заносятся переднюю долю гипофиза, которая, в свою очередь, синтезирует в кровоток СТГ, АКТГ, ТТГ, которые в свою очередь стимулируют выброс трийодтиронина и тиреотропина. Эти гормоны стимулируют липолиз. Тиреотропные гормоны активируют протеолиз, в результате чего образуются свободные аминокислоты, которые как и продукты липолиза используются как субстраты глюконеогенеза и цикла трикарбоновых кислот.

В ответ на повышение уровня глюкозы в крови, происходит выброс инсулина, однако вследствие того, что жирные кислоты и выделяемые гормоны выключают гликолиз в мышечной ткани, потребление глюкозы мышцами не происходит, вся глюкоза сохраняется для мозга и эритроцитов.

В условиях длительного воздействия отрицательных факторов на организм (постоянный стресс) может возникнуть дефицит инсулина, что является одной из причин сахарного диабета.

Вопрос24.Постоянный механизм регуляции глюкозы

Уровень глюкозы в крови является одним из гомеостатических параметров. Регуляция уровня глюкозы в крови – это сложный комплекс механизмов, обеспечивающий постоянство энергетического гомеостаза для наиболее жизненно важных органов (мозг, эритроциты). Глюкоза – главный и едва не единственный субстрат энергетического обмена. Существует два механизма регуляции:

3. Срочный (через ЦНС)

4. Постоянный (через гормональное влияние)

Вопрос25.Механизм развития б\х изменения при недост.инсулин.эфф.

Причинами комы выступают прекращение введения инсулина или резкое снижение его дозы, хирургические вмешательства или другие стрессовые ситуации, обильная и длительная рвота (например, при желчной колике у больного сахарным диабетом). В редких случаях кома развивается и вне связи с сахарным диабетом - при алкогольной интоксикации, при длительном приеме больших доз глюкокортикоидных препаратов.

Повышенное образование кетоновых тел в печени и снижение их использования тканями ведут к кетоацидозу и кетонурии.

Другая причина кетоацидоза - увеличение секреции контринсулярных гормонов: АКТГ, кортизола и глюкагона. Гипергликемия и глюкозурия провоцируют развитие кетонурии и кетоацидоза.

Признаки: 1. Запах ацетона изо рта (он похож на запах прокисших фруктов).

2. Быстрое утомление, слабость.

3. Головную боль.

4. Снижение аппетита, а затем — отсутствие аппетита, отвращение к пище.

5. Боли в животе.

6. Возможны тошнота, рвота, понос.

7. Шумное, глубокое учащенное дыхание.

Вопрос26.Сахарный диабет

Диабет - это выделение глюкозы с мочой. Выделяют две формы диабета:

1) диабет первого типа (диабет молодых людей, он является инсулиндефицитным)

2)диабет второго типа (диабет пожилых или тучных людей, он является инсулинрезистентным или инсулинизбыточным). Эта форма связана с резистентностью инсулиновых рецепторов к инсулину и сопряжена с ожирением, атеросклерозом, гипертонией.

Диабет первого типа возникает в результате абсолютного или относительного дефицита инсулина. Абсолютный дефицит может быть вызван повреждением поджелудочной железы или разрушением в – клеток или островков Лангерганса, что возникает при опухолях, кистозах, травмах, хирургических вмешательствах. Относительный дефицит возникает при несоответствии между инсулиновой продукцией и его потреблением, то есть инсулин выделяется в недостаточном количестве.

Диабет молодых возникает потому, что в детстве углеводный обмен наиболее напряжён.

Сахарный диабет I типа (инсулинозависимый):

Возраст - Молодой, обычно до 30 лет

Начало заболевания - Острое

Уровень кетоновых тел в крови - Часто увеличен

Масса тела - Снижена

Пол - Одинаково часто, но с некоторым перевесом у мужчин

Распространенность - Около 50 % населения

Лечение - Диета, инсулинотерапия

Сахарный диабет II типа (инсулинонезависимый):

Возраст - Старше 40 лет

Начало заболевания - Постепенное (месяцы, годы)

Уровень кетоновых тел в крови - Обычно в норме

Масса тела - Ожирение у 80- 90 % больных

Пол - Чаще у женщин

Распространенность - 2-5 % населения

Лечение - Диета, сахаросни-ающие пероральные препараты

Вопрос27.Диагностика сахарного диабета

Диагностика сахарного диабета подразумевает установление точного диагноза заболевания: установление формы заболевания, оценка общего состояния организма, определение сопутствующих осложнений.  Основными симптомами диабета являются:

избыточное выделение мочи) – часто бывает первым признаком диабета. Повышение количества выделяемой мочи обусловлено растворенной в моче глюкозой, препятствующей обратному всасыванию воды из первичной мочи на уровне почек.

(сильная жажда) – является следствием усиленной потери воды с мочой.

Потеря веса – является непостоянным симптомом диабета, более характерным для диабета 1-го типа. Похудание наблюдается даже при усиленном питании больного

Построение гликемической кривой

Принцип метода. Основан на том, что уровень глюкозы в крови обычно характеризует инсулярную функцию. Пероральная нагрузка глюкозой влечет за собой увеличение уровня глюкозы в крови, которая стимулирует инсулярную активность, что приводит к нормализации уровня гликемии. Анализ графического изображения гликемической кривой позволяет выявить скрытые формы диабета и нарушение гликогенобразующей функции печени.

Анализ гликемических кривых: у здорового человека уже через 15 мин после приема глюкозы наблюдается увеличение ее содержания в крови, которое между 30-й и 60-й минутами достигает максимальной величины. Затем начинается снижение и к 120-й минуте содержание глюкозы достигает исходного уровня, отмечавшегося натощак, или с небольшими отклонениями в сторону как повышения, так и снижения. Через 3 ч содержание глюкозы в крови достигает исходной величины.

При сахарном диабете гликемические кривые имеют чрезвычайно высокую вершину и повышенный уровень глюкозы остается спустя 3 ч после нагрузки

Вопрос28. МУКОПОЛИСАХАРИДОЗЫ

- группа наследственных заболеваний соединительной ткани, протекающих с поражением нервной системы, глаз, внутренних органов и опорно-двигательного аппарата, возникающих вследствие накопления кислых гликозамингликанов, т. е. мукополисахаридов. Нарушения в обмене приводят к разным симптомокомплексам, имеющим ряд общих клинических проявлений.

Клиническая картина. Выявляется непропорционально малый рост, задержка которого начинается к концу первого года жизни. Обращают на себя внимание грубые черты лица: нависающий лоб, большой язык, гипертелоризм, деформация ушей и зубов. Грудная клетка деформирована, выражен кифоз грудного и поясничного отделов позвоночника. Характерны ограничение подвижности суставов, гепатоспленомегалия, пупочные и паховые грыжи.

Появление клинических симптомов после периода нормального развития свойственно большинству болезней накопления. Это связано с достижением критического уровня нерасщепленного субстрата в лизосомах

Вопрос29.Роль витаминов в углеводном обмене

роль витаминов в жировом и холестериновом обмене многогранна. Витамин В1 способствует образованию жира из белка при одностороннем белковом питании, однако в этом процессе необходимо участие также витамина В6. Витамин В2 и пантотеновая кислота усиливают это действие витамина В1. Витамин В2 играет важную роль в усвоении и синтезе жира в организме. Высокое содержание жира в пище повышает потребность в нем. Витамин В6 участвует в жировом обмене, способствуя лучшему использованию организмом ненасыщенных жирных кислот и синтезу арахидоновой кислоты. Он снижает содержание холестерина в крови. Витамин В12 предупреждает жировую инфильтрацию печени (устраняет ненормальное отложение жира в печени), при которой снижаются ее основные функции. Витамин В12, а также холин снижают содержание холестерина и способствуют устранению жироподобных (склеротических) отложений в сосудах сердца и аорте. Известно, что большие дозы витамина РР положительно влияют на обмен холестерина. Витамин А также связан с жировым обменом. Имеются данные о том, что он повышает содержание холестерина в крови. Витамины принимают участие и в углеводном обмене. Витамин В1 играет здесь основную роль. Установлена его связь с обменом пировиноградной кислоты.

Окисление молочной кислоты в пировиноградную и расщепление последней до углекислоты и воды происходит при участии витаминов В1, В2 и РР. Поэтому пища, содержащая большое количество углеводов, повышает потребность и в витамине В2. Витамин В12 также участвует в углеводном обмене и при недостатке его в организме ухудшается усвоение углеводов.