Обмен+углеводов.+Патохимия.+2011

УДК 547 (075.8)

И.В. Гаврилов, В.Н. Мещанинов, С.Д. Трубачев Обмен углеводов. Патохимия. Возрастные особенности. Учебно методическое пособие. Екатеринбург: УГМА, 2011 173 с.

ISBN 978 5 89845 473 4

Учебное пособие для студентов 2 курса педиатрического и лечебно профилактического факультетов медицинских вузов входит в единый комплекс методических пособий по биохимии, подготовленных кафедрой биохимии ГБОУ ВПО УГМА Минздравсоцразвития России. Пособие нацеливает студентов на понимание роли фундаментальных знаний по обмену углеводов в организме человека в норме и при основных патологиях, формирует базу для клинического мышления врача на профилактическом этапе, клинической лабораторной биохимической диагностике заболеваний, связанных с нарушением углеводного обмена у взрослых, детей и пациентов пожилого и старческого возраста, объясняет с позиций метаболизма механизм действия основных лечебных мероприятий и фармпрепаратов при лечении нарушений углеводного обмена. Пособие содержит теоретический материал и описание лабораторно практических занятий, контрольные и тестовые вопросы по теме, дополняет существующие учебники в части возрастных особенностей углеводного обмена у детей, а также людей пожилого и старческого возраста в норме и при типичной патологии. Пособие может быть использовано при изучении биохимии, фармакологии, нормальной и патологической физиологии, токсикологии и других естественно научных дисциплин.

Ответственный редактор д.х.н. В.Д. Тхай

Рецензенты: д.м.н. И.В. Вахлова, д.м.н. В.С. Мякотных

ISBN 978-5-89845-473-4

© УГМА, 2011

© Гаврилов И.В., 2011

© Мещанинов В.Н., 2011

© Трубачев С.Д.

2

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. ВВЕДЕНИЕ

Биохимия углеводов – один из самых интенсивно изучаемых разделов науки. Однако, при знакомстве с этим разделом на кафедре биохимии студенты испытывают ряд затруднений, связанных с практически полным отсутствием в учебных изданиях материала, касающегося возрастных особенностей протекания биохимических процессов, что важно для врача педиатра, имеющего дело с детьми, и врача лечебника – выпускника лечебно профилактического факультета, который будет оказывать медицинскую помощь людям пожилого и старческого возраста.

Существующие учебники по биохимии традиционно кратко излагают вопросы патохимии заболеваний, в основе которых лежит нарушение преимущественно углеводного обмена. Возрастным биохимическим особенностям и лабораторным нормативам традиционно не уделяется внимание в учебной литературе при изложении вопросов лабораторной биохимической диагностики типичных и наиболее распространенных патологий углеводного обмена (ферментопатии, гликогенозы, сахарный диабет).

Учебники, как правило, не предлагают контрольные тестовые вопросы по теме, с которыми студент имеет дело при обучении на этапе аттестации. Поэтому в пособие для удобства студента включены по теме углеводы и все учебно методическое сопровождение этой темы в виде теоретического материала, контрольных вопросов, лабораторного практикума, тестовых контрольных вопросов с указанием правильных ответов.

Учебно методическое пособие полностью соответствует содержанию дисциплинарного модуля, рассчитанного на 4 лекции, 4 практических занятий с информацией, необходимой для лабораторного практикума. Отдельные разделы в каждой дидактической единице посвящены вопросам нарушения углеводного обмена в терапевтической и педиатрической клинике, референтным значениям лабораторно диагностических показателей в детском, пожилом и старческом возрасте, их лабораторно диагностическому значению.

Отдельный раздел пособия посвящен возможности использования оценки учебных достижений студентов по бально рейтинговой системе.

Таким образом, учебно методическое пособие содержит всю необходимую информацию и создает условия для формирования достаточной базы знаний, умений и навыков у студента 2 курса медицинского вуза по теме «углеводы».

Авторы

4

3. ДИДАКТИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА №1 «ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ УГЛЕВОДОВ. ОБМЕН ГЛИКОГЕНА»

3.1.УЧЕБНОЕ ЗАДАНИЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ № 1

1.Тема занятия: Биохимические механизмы переваривания, всасывания углеводов и обмена гликогена.

2.Учебная цель занятия: Ознакомиться со структурой, функцией, принципами нормирования суточной потребности углеводов, биохимическими механизмами их переваривания, всасывания и тканевого обмена гликогена.

3.Задачи занятия:

1.Повторить номенклатуру, классификацию, строение, свойства, биологическую роль углеводов.

2.Изучить принципы нормирования суточной потребности углеводов.

3.Разобрать биохимические механизмы переваривания, всасывания углеводов и обмена гликогена.

По теме занятия студент должен знать принципы нормирования суточной потребности углеводов, биохимические механизмы переваривания и всасывания, обмен гликогена и его регуляции уровня сахара в крови.

По теме занятия студент должен уметь отвечать на вопросы преподавателя или тестового контроля, воспроизводить последовательность реакций обмена гликогена, предсказывать метаболические нарушения и клинические последствия при нарушении функции отдельных ферментов обмена гликогена. Проводить экстрагирование гликогена из печени крысы и его качественное обнаружение.

4. Продолжительность занятия в академических часах: 3

6

5. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ

I. Повторить: строение, классификацию, номенклатуру, биологическую роль каждого класса углеводов.

II. Принципы нормирования и суточные нормы углеводов в питании.

III.Механизмы переваривания и всасывания углеводов.

1.Характеристика и действие ферментов участвующих в полостном и пристеночном пищеварении.

2.Механизмы всасывания углеводов (диффузия, облегченный и активный транспорт).

3.Нарушение переваривания и всасывания углеводов – синдром мальабсорбции: биохимические причины, метаболические нарушения, механизмы развития ведущих типовых симптомов, их последствия.

IV. Обмен глюкозо 6ф.

1.Схема и значение путей.

2.Реакции образования и распада глюкозо 6 ф до глюкозы и Фн. Регуляция, тканевые особенности.

V.Обмен гликогена.

1.Схема и реакции, тканевые особенности, механизмы регуляции (ковалентная, аллостерическая, индукция репрессия, роль гормонов)

2.Химическая природа и обмен адреналина и глюкагона.

3.Нарушение обмена гликогена: биохимические причины, последствия (понятия о гликогеновых болезнях).

VI. Возрастные собенности переваривания, всасывания углеводов и обмена гликогена у людей разного возраста.

3.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

№1: Экстрагирование гликогена из печени крысы и его качественное обнаружение.

№2: Фосфоролиз гликогена и качественное обнаружение фосфорной кислоты.

7

Работа № 1. Выделение гликогена из печени сытого и голодного животного.

Принцип метода: Метод основан на хорошей растворимости гликогена в воде и устойчивости к гидролизу в слабокислой среде. Поэтому гликоген легко экстрагируется слабокислым раствором ТХУ кислоты из разрушенных гомогенизацией тканей.

1. Подготовка экспериментальных животных.

За сутки до начала эксперимента отсаживается две одинаковых по возрасту и массе крысы – контрольная и опытная. Опытную крысу прекращают кормить, контрольную продолжают в обычном режиме.

2. Получение препарата печени для экстракции гликогена.

Через сутки от начала эксперимента крыс забивают, быстро извлекают печень, каждую из них делят на две части. Одна часть печени голодной и сытой крысы помещается в холодный физ. р р для использования её в качестве источника активного фермента – гликогенфосфорилазы. Другая часть печени обеих крыс измельчается тонкими пластиками и каждая помещается в отдельный стаканчик с кипящим физ. р ром на 5 минут для инактивации ферментов.

Оба этапа проводят лаборанты или студенты (по желанию) в виварии и операционном блоке кафедры.

Последующие этапы эксперимента проводятся на практическом занятии в учебных лабораторных комнатах группами студентов по 4 человека, из них двое выполняют работу № 1, c пункта 2 – получение экстрактов гликогена. Другие двое работу № 2.см ниже.

3.Получение экстрактов гликогена.

1)Навески печени голодного и сытого животного растереть в двух ступках с 3 мл 3% раствора ТХУ кислоты до гомогенного состояния.

2)К полученным экстрактам добавить по 4 мл Н2О, всё перемешать и профильтровать в две промаркированные пробирки через смоченные водой фильтры.

3)В полученных фильтратах обнаружить наличие гликогена (табл. 1)

8

Таблица 1

Состав реакционных смесей для качественного определения гликогена

Сравнить окраску и сделать вывод о содержании гликогена в печени голодного и сытого животного, объяснить полученный результат.

Работа № 2. Фосфоролиз гликогена и открытие фосфорной кислоты.

Ход работы:

1. Извлечение активного фермента гликогенфосфорилазы.

0,5 г сырой печени поместить в ступку, добавить 4 мл фосфатного буфера и 4 мл р ра NaF (для предотвращения утилизации Гл1ф), растереть пестиком до гомогенного состояния, при этом фермент перейдет в раствор.

2.Проведение фосфоролиза.

Вдве чистые пробирки поместить по 2 мл гомогената, содержащего активный фермент. В первую пробирку (опыт) добавить 2 мл фильтрата или раствора гликогена, во вторую пробирку (контроль) добавлять ничего не нужно.

Обе пробирки термостатировать в течение 40 минут при температуре 39 градусов. В это время в опытной пробирке идет фосфоролиз с использованием фосфорной кислоты, а в контрольной нет, так как она не содержит субстрата – гликогена.

9

По истечении инкубационного времени в контрольную пробирку внести 2 мл р ра гликогена и в обе пробирки по 2 мл 20% раствора ТХУ к ты. Все оставить на 5 мин.

при комнатной температуре для денатурации белков и остановки реакций. Растворы обеих пробирок отфильтровать в чистые пробирки с последующим проведением в них цветной реакции на фосфорную кислоту, по приведенному ниже (табл. 2) составу реакционной смеси.

Таблица 2

Состав реакционных смесей

Через 2 минуты инкубации при комнатной температуре сравнить интенсивность окраски в опыте и контроле, сделать вывод о наличие функционирующего фермента, указать значение для организма фосфоролиза.

10