Обмен+углеводов.+Патохимия.+2011

11.Из приведенного ниже перечня выберите метаболит, который образуется в конце окислительного этапа пентозофосфатного шунта:

A.ксилулозо 5 фосфат

B.рибозо 5 фосфат

C.рибулозо 5 фосфат

D.дезоксирибоза 5 фосфат

12.Из приведенного перечня выберите ткань, в которой реакции пентозофосфатного шунта протекают с наибольшей скоростью:

A.жировая

B.мышечная

C.нервная

D.сердечная

13.Из приведенного перечня выберите НАДФ зависимый фермент пентозофосфатного пути:

A.глюкозо 6 фосфат дегидрогеназа

B.глюконолактонгидролаза

C.эпимераза

D.трансальдолаза

14.Из приведенного перечня выберите отрицательный модулятор ключевого фермента пентозофосфатного пути:

A.рибозо 5 фосфат

B.3 ФГА

C.НАДФН2

D.глюкозо 6 фосфат

15.Из приведенного перечня выберите пределы колебаний физиологической концентрации глюкозы в крови натощак:

A.4,4 7,7 ммоль/л

B.6,6 8,3 ммоль/л

C.2,1 3,3 ммоль/л

D.3,3 5,5 ммоль/л

81

16.Из приведенного перечня выберите положительный аллостерический модулятор пируваткарбоксилазы:

A.Ацетил SKoA

B.АМФ

C.Цитрат

D.Аланин

17.Из приведенного ниже перечня выберите физиологические пределы колебаний концентрации глюкозы в крови через час после приема сбалансированной пищи в ммоль/л:

A.4,4 7,7 ммоль/л

B.3,3 5,5 ммоль/л

C.2,1 3,3 ммоль/л

D.6,6 8,3 ммоль/л

18.Из приведенного перечня выберите основное биологическое значение цикла Кори:

A.Поддержание уровня глюкозы в крови

B.Пластическое

C.Энергетическое

D.Утилизация лактата и предотвращение развития лактациза

19.Из приведенного перечня выберите основное биологическое значение глюкозо аланинового цикла:

A.Поддержание уровня глюкозы в крови

B.Освобождение мышц от аминного азота

C.Энергетическое

D.Утилизация лактата и предотвращение развития лактациза

20.Из приведенного перечня выберите гормон, который понижает уровень глюкозы в крови:

A.Инсулин

B.Глюкагон

C.Андреналин

D.кортизол

82

83

6. ДИДАКТИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА №4 «ОБМЕН ИНСУЛИНА. БИОХИМИЯ САХАРНОГО ДИАБЕТА»

6.1.УЧЕБНОЕ ЗАДАНИЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ № 4

1.Тема занятия: Структура и обмен инсулин. Биохимические основы нарушения обмена углеводов.

2.Учебная цель занятия: Рассмотреть механизмы молекулярных нарушений обмена углеводов и биохимическую диагностику сахарного диабета.

3.Задачи занятия:

1.Разобрать структуру и обмен инсулина.

2.Классификацию, молекулярные механизмы развития и компенсации гипо и гипергликемий.

3.Причины и молекулярные механизмы развития сахарного диабета, его диагностику и осложнения.

По теме занятия студент должен знать молекулярные механизмы развития и компенсации гипо – и гипергликемий, обмен инсулина, его метаболические эффекты и механизм действия, молекулярные механизмы развития сахарного диабета I и II типа, диагностику, острых и хронических осложнений и их профилактику.

По теме занятия студент должен уметь проводить биохимический анализ крови и мочи на содержание глюкозы, кетоновых тел, холестерина, по результатам, которых и дополнительно предоставленных анализов ставить диагноз сахарного диабета I или II типа, компенсированного или декомпенсированного.

4.Продолжительность занятия в академических часах: 3

5.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ

I. Гипо и гипергликемии: причины (классификация), механизмы возникновения,

метаболические нарушения, клинические проявления, последствия; механизмы срочной и долгосрочной компенсации.

II. Инсулин: состав, структура, метаболизм, нарушение метаболизма – инсулинорезистентность. Структура и метаболизм рецепторных белков инсулина. Генетические, рецепторные, пострецепторные и др. дефекты действия инсулина.

III. Сахарный диабет I и II тип (компенсированный и декомпенсированный): причины возникновения, биохимические нарушения, клинические

84

проявления, биохимическая диагностика. Острые и хронические осложнения сахарного диабета.

Острые: гипер , гипо и ацидотическая кома. Причины возникновения, метаболические расстройства, клинические проявления и последствия.

Хронические: ангио , нейро , нефро , остео , артропатии и др. Механизмы развития, биохимические нарушения, клинические проявления и последствия. Профилактика осложнений сахарного диабета.

IV. Биохимическая диагностика нарушений углеводного обмена. Глюкозотолерантный тест.

V. Возрастные особенности нарушений обмена углеводов

6.2. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

№1: Обнаружение в моче глюкозы.

№2: Анализ содержания в моче кетоновых тел. Оценка углеводного обмена по готовым биохимическим показателям крови и мочи.

Работа № 1: Полуколичественное определение глюкозы в моче.

Принцип метода: основан на реакции Фелинга – взаимодействия глюкозы со смесью сернокислой меди, цитрата натрия и углекислого натрия, при нагревании развивается окраска от синей до кирпично красной, в зависимости от концентрации глюкозы.

Клинико диагностическое значение. Глюкозурия у больных сахарным диабетом свидетельствует о декомпенсации течения болезни о содержании глюкозы в крови выше сахарного порога (9,5 – 10,5 ммоль/л). Такое состояние болезни всегда опасно развитием острых и хронических осложнений.

Ход работы.

В три чистые пробирки № 1, № 2, № 3 отмерить по 5 мл. реакционной смеси Фелинга и по 10 капель мочи каждого больного. Все пробирки нагреть над пламенем спиртовки до кипения и кипятить 10 секунд, затем охладить в течение 5 минут и по развившейся окраске определить концентрацию глюкозы (табл. 6). Результаты внести в сводную таблицу для общего заключения, по результатам всех трех работ, выполненных на занятии.

85

Таблица 6

Определение концентрации глюкозы в моче

Полуколичественный экспресс анализ содержания глюкозы в моче с использованием диагностических тест полосок «Глюкозо Уротест»

Принцип метода. Тест полоска представляет собой полоску полистерола с нанесенным на неё аналитическим составом в виде цветного квадратика, который при взаимодействии с раствором глюкозы, в концентрации от 0,1% до 20%, изменяет свой цвет вследствие окисления глюкозы и восстановления красителя, например, о толидина. Реакция идет в два этапа при участии двух ферментов – глюкозооксидазы и пероксидазы.

Высокая специфичность и чувствительность этого метода, а также простота и быстрота выполнения позволяют широко применять его как предварительный тест при массовом обследовании больных и населения. Кроме того, он позволяет самому больному следить за содержанием глюкозы в моче и степенью компенсации диабета.

Ход работы. Тест полоски погрузить на 1 – 2 секунды в пробы мочи больных, излишек мочи удалить с полосок о край сосуда, выдержать 1 – 3 минуты на воздухе, и по цветной шкале определить наличие или примерную концентрацию глюкозы в моче больных.

Результаты внести в сводную таблицу.

86

Работа № 2: Полуколичественный экспресс анализ содержания кетоновых тел в моче.

Метод основан на реакции с нитропруссидом натрия, который при взаимодействии с ацетоном и ацетоуксусной кислотой в щелочной среде образует продукты реакции фиолетового цвета.

Клинико диагностическое значение. Повышение концентрации кетоновых тел в крови и моче больных сахарным диабетом свидетельствует о декомпенсированном состоянии болезни, при котором может развиться кетоацидотическая кома и летальный исход.

Ход работы: На фильтровальную бумагу поместить 3 таблетки или тест полоски, содержащие сухие смеси сернокислого аммония, углекислого натрия и нитропруссида натрия. На каждую из них капнуть мочу одного больного, через 2 мин. сравнить окраски с цветной шкалой. Если окраска не развилась – кетоновых тел в моче нет. При наличии кетоновых тел развивается фиолетовая окраска различных оттенков в зависимости от концентрации от 0,3 до 15 ммоль/л. Результаты анализа внести в сводную таблицу 7.

Таблица 7

Сводная таблица биохимических показателей, полученных в ходе исследования больных

Сделайте выводы о состоянии каждого больного: вида диабета и степени его компенсации.

87

6.3. ЛЕКЦИЯ № 4.1

Тема: Структура и обмен инсулина.

Гормоныподжелудочнойжелезы

Поджелудочная железа выполняет в организме две важнейшие функции: экзокринную и эндокринную. Экзокринную функцию выполняет ацинарная часть поджелудочной железы, она синтезирует и секретирует панкреатический сок. Эндокринную функцию выполняют клеткиостровковогоаппаратаподжелудочной железы, которые секретируют пептидные гормоны, участвующие в регуляции многих процессов в организме. 1 2 млн. островков Лангерганса составляют 1 2% массы поджелудочной железы.

В островковой части поджелудочной железы выделяют 4 типа клеток, секретирующих разные гормоны: А (или б ) клетки(25%) секретируютглюкагон, В (или в ) клетки (70%) — инсулин, D (или д ) клетки (<5%) — соматостатин, F клетки (следовые количества) секретируют панкреатический полипептид. Глюкагон и инсулин в основном влияют на углеводный обмен, соматостатин локально регулируетсекрециюинсулинаиглюкагона, панкреатическийполипептидвлияетна секрециюпищеварительныхсоков. Гормоныподжелудочнойжелезывыделяютсяв панкреатическую вену, которая впадает в воротную. Это имеет большое значение т.к. печеньявляетсяглавноймишеньюглюкагонаиинсулина.

Строение инсулина

Инсулин (рис.11) — полипептид, состоящий из двух цепей. Цепь А содержит 21 аминокислотный остаток, цепь В — 30 аминокислотных остатков. В инсулине 3 дисульфидных мостика, 2 соединяют цепь А и В, 1 соединяет 6 и 11 остатки в А цепи.

Рис. 11. Строение инсулина

88

Инсулин может существовать в форме: мономера, димера и гексамера. Гексамерная структура инсулина стабилизируется ионами цинка, который связывается остатками Гис в положении 10 В цепи всех 6 субъединиц.

Инсулины некоторых животных имеют значительное сходство по первичной структуре с инсулином человека. Бычий инсулин отличается от инсулина человека на 3 аминокислоты, а инсулин свиньи отличается только на 1 аминокислоту (ала вместо тре на С конце В цепи).

Во многих положениях А и В цепи встречаются замены, не оказывающие влияния на биологическую активность гормона. В положениях дисульфидных связей, остатков гидрофобных аминокислот в С концевых участках В цепи и С и N концевых остатков А цепи замены встречаются очень редко, т.к. эти участки обеспечивают формирование активного центра инсулина.

Биосинтез инсулина (рис.12) включает образование двух неактивных предшественников, препроинсулина и проинсулина, которые в результате последовательного протеолиза превращаются в активный гормон.

1.На рибосомах ЭПР синтезируется препроинсулин (L В С А, 110 аминокислот), биосинтез его начинается с образования гидрофобного сигнального пептида L (24 аминокислот), который направляет растущую цепьвпросветЭПР.

2.В просвет ЭПР препроинсулин превращается в проинсулин при отщеплении эндопептидазой I сигнального пептида. Цистеины в проинсулине окисляются с образованием 3 дисульфидных мостиков, проинсулин становиться «сложным», имеет 5% активности от инсулина.

3.«Сложный» проинсулин (В С А, 86 аминокислот) поступает в аппарат Гольджи, где под действием эндопептидазы II расщепляется с образованием инсулина (В А, 51 аминокислот) и С пептида (31 аминокислота).

4.Инсулин и С пептид включаются в секреторные гранулы, где инсулин соединяется с цинком, образуя димеры и гексамеры. В секреторной грануле содержание инсулина и С пептида составляет 94%, проинсулина, интермедиатов и цинка 6%.

5.Зрелые гранулы сливаются с плазматической мембраной, а инсулин и С пептид попадают во внеклеточную жидкость и далее в кровь. В крови олигомеры инсулина распадаются. За сутки в кровь секретируется 40 50 ед. инсулина, это составляет 20% от его общего запаса в поджелудочной железе. Секреция инсулина энергозависимый процесс, происходит с участием микротубулярно ворсинчатой системы.

89

Рис.12. Биосинтез инсулина в в клетках островков Лангерганса

ЭПР — эндоплазматический ретикулум. 1 — образование сигнального пептида; 2 — синтез препроинсулина; 3 — отщепление сигнального пептида; 4 — транспорт проинсулина в аппарат Гольджи; 5 — превращение проинсулина в инсулин и С пептид, и включение инсулина и С пептида в секреторные гранулы; 6 — секреция инсулина и С пептида.

Ген инсулина находиться в 11 хромосоме. Выявлены 3 мутации этого гена, у носителей низкая активность инсулина, отмечается гиперинсулинемия, нет инсулинорезистентности.

Регуляция синтеза и секреции инсулина

Синтез инсулина индуцируют глюкоза и секреция инсулина. Репрессирует секрецию жирные кислоты (рис.13)

Секрецию инсулина стимулируют: 1. глюкоза (главный регулятор), аминокислоты (особенно лей и арг); 2. гормоны ЖКТ (в адренергические

90