- •Обмен углеводов. Патохимия. Возрастные особенности
- •1. Введение
- •2. Список сокращений
- •3. Дидактическая единица №1 «переваривание и всасывание углеводов. Обмен гликогена»
- •3.1. Учебное задание для студентов № 1
- •3. Задачи занятия:
- •4. Продолжительность занятия в академических часах: 3
- •5. Контрольные вопросы по теме
- •3.2. Методические указания к лабораторным работам
- •Подготовка экспериментальных животных.
- •2. Получение препарата печени для экстракции гликогена.
- •3. Получение экстрактов гликогена.
- •Работа № 2. Фосфоролиз гликогена и открытие фосфорной кислоты.
- •2. Проведение фосфоролиза.
- •3.3. Лекция № 1 Тема: Переваривание и всасывание углеводов. Обмен гликогена.
- •Классификация
- •Физико-химические свойства углеводов. Их представители
- •1. Моносахариды
- •Производные моносахаридов
- •2. Дисахариды
- •3. Полисахариды
- •Функции углеводов
- •Углеводы пищи. Нормы и принципы нормирования в суточной пищевой потребности. Биологическая роль.
- •Всасывание углеводов
- •Нарушение переваривания и всасывания углеводов
- •Транспорт глюкозы из крови в клетки
- •Метаболизм моносахаридов в клетке
- •Фосфорилирование и дефосфорилирование моносахаридов
- •Метаболизм глюкозо-6-фосфата
- •Метаболизм гликогена
- •Синтез гликогена (гликогеногенез)
- •Регуляция обмена гликогена
- •Нарушения обмена гликогена
- •3.4 Вопросы, входящие в рубежный контроль
- •3.5. Тестовые вопросы для самоподготовки
- •4. Дидактическая единица №2 «катаболизм моносахаридов»
- •4.1. Учебное задание для студентов № 2
- •3. Задачи занятия:
- •4.Продолжительность занятия в академических часах: 3
- •5. Контрольные вопросы по теме
- •4.2. Методические указания к лабораторным работам
- •4.3. Лекция № 2 Тема: Катаболизм глюкозы. Гликолиз. Основные пути катаболизма глюкозы
- •Аэробное окисление глюкозы
- •Анаэробный катаболизм глюкозы
- •Гликолиз
- •Этапы гликолиза
- •Энергетический баланс гликолиза
- •Общие реакции аэробного и анаэробного гликолиза
- •Реакция анаэробного гликолиза
- •Катаболизм пвк в митохондриях
- •Челночные системы
- •2.Глицерофосфатный челночный механизм
- •Пластическое значение катаболизма глюкозы
- •Метаболизм фруктозы и галактозы
- •Метаболизм фруктозы
- •Нарушения метаболизма фруктозы
- •Метаболизм галактозы
- •Нарушения метаболизма галактозы
- •Педиатрический факультет Особенности катаболизма моносахаридов у новорожденных и детей
- •4.4. Вопросы, входящие в рубежный контроль
- •4.5.Тестовые вопросы для самоподготовки
- •5. Дидактическая единица №3 «пентозофосфатный шунт и глюконеогенез. Регуляция обмена углеводов»
- •5.1. Учебное задание для студентов № 3
- •3. Задачи занятия:
- •4. Продолжительность занятия в академических часах: 3
- •5. Контрольные вопросы по теме
- •5.2. Методическое указание к лабораторной работе
- •5.3. Лекция № 3
- •Тема: Пентозофосфатный шунт и глюконеогенез,
- •Регуляция углеводного обмена.
- •Глюконеогенез (гнг)
- •Реакции глюконеогенеза
- •Энергетический баланс глюконеогенеза
- •Регуляция глюконеогенеза
- •Тканевые особенности глюконеогенеза
- •Биологическое значение глюконеогенеза
- •Пентозофосфатный шунт (пфш)
- •Тканевые особенности функционирования пфш
- •Реакции окислительной стадии
- •Роль витаминов в реакциях пфш
- •Патология пфш
- •Регуляция обмена углеводов
- •1. Центральный уровень регуляции углеводного обмена
- •2. Межорганный уровень регуляции углеводного обмена
- •3. Клеточный (метаболический) уровень регуляции углеводного обмена
- •Особенности обмена веществ и углеводного обмена в разном возрасте Особенности обмена веществ в детском возрасте
- •Особенности обмена углеводов у детей
- •Углеводный обмен при физиологическом старении
- •5.4. Вопросы, входящие в рубежный контроль
- •5.5. Тестовые вопросы для самоподготовки
- •6. Дидактическая единица №4 «обмен инсулина. Биохимия сахарного диабета»
- •6.1. Учебное задание для студентов № 4
- •3. Задачи занятия:
- •4.Продолжительность занятия в академических часах: 3
- •5. Контрольные вопросы по теме
- •6.2. Методические указания к лабораторным работам
- •Полуколичественный экспресс - анализ содержания глюкозы в моче с использованием диагностических тест-полосок «Глюкозо-Уротест»
- •6.3. Лекция № 4.1 Тема: Структура и обмен инсулина. Гормоны поджелудочной железы
- •Строение инсулина
- •Регуляция синтеза и секреции инсулина
- •Биологические функции инсулина
- •Влияние инсулина на метаболизм глюкозы
- •Влияние инсулина на метаболизм липидов
- •Влияние инсулина на метаболизм белков
- •Основные направления действия инсулина
- •1. Инсулин регулирует транспорт веществ
- •2. Инсулин регулирует синтез ферментов
- •3. Инсулин регулирует активность ферментов
- •Механизм действия инсулина
- •Активация инсулином сигнального пути Ras
- •Активация гликогенсинтазы
- •Активация инозитолтрифосфатной системы
- •Активация фосфодиэстеразы
- •Регуляция транскрипции мРнк
- •6.4. Лекция № 4.2 Тема: Биохимические основы нарушений обмена углеводов.
- •Общие принципы нарушения углеводного обмена
- •Нарушения концентрации и транспорта инсулина кровью
- •Заболевание в медицине описывается и изучается по стандартному плану
- •Определение понятия
- •Классификация сд
- •Сахарный диабет I типа
- •Причины сд I типа
- •Стадии развития сд I типа
- •Изменения метаболизма при сд I типа
- •Изменения в липидном обмене
- •Изменения в белковом обмене
- •Изменения в водно-солевом обмене
- •В основе сд II типа лежат множество причин. Сд II типа развивается при
- •Стадии сд II типа
- •Симптомы сд II типа
- •Изменения метаболизма при сд II типа
- •Осложнения сахарного диабета Механизмы развития диабетической комы
- •Причины
- •Патохимия гипергликемической комы
- •Патохимия кетоацидотической комы
- •Причины
- •Патохимия лактацидотической комы
- •Причины
- •Патохимия гипогликемической комы
- •Поздние осложнения сахарного диабета
- •Гликозилирование белков
- •Патохимия гликозилирования
- •Биохимическими признаками сд являются
- •Лечение сахарного диабета
- •6.5. Вопросы, входящие в рубежный контроль
- •6.6. Тестовые вопросы для самоподготовки
- •7. Вопросы, включенные в курсовой экзамен по теме «обмен углеводов. Патохимия. Возрастные особенности»
- •8. Тестовые вопросы по теме дм №2 « Обмен углеводов. Патохимия. Возрастные особенности»
- •9. Балльно-рейтинговая оценка достижений студента по дисциплинарному модулю «обмен углеводов»
- •10. Литература для подготовки
Реакция анаэробного гликолиза
В анаэробных условиях ПВК, подобно О2 в дыхательной цепи, обеспечивает регенерацию НАД+ из НАДН2, что необходимо для продолжения реакций гликолиза. ПВК при этом превращается в молочную кислоту. Реакция протекает в цитоплазме с участием лактатдегидрогеназы (ЛДГ).
11. Лактатдегидрогеназа (лактат: НАД+ оксидоредуктаза). Стоит из 4 субъединиц, имеет 5 изоформ.
Лактат не является конечным продуктом метаболизма, удаляемым из организма. Из анаэробной ткани лактат переноситься кровью в печень, где превращаясь в глюкозу (Цикл Кори), или в аэробные ткани (миокард), где превращается в ПВК и окисляется до СО2 и Н2О.
Катаболизм пвк в митохондриях
В аэробных условиях ПВК и водороды с НАДН2 транспортируются в матрикс митохондрий. ПВК самостоятельно не проходит внутреннюю мембрану митохондрий, перенос ее через мембрану осуществляется вторично-активным транспортом симпортом с Н+. ПВК в митохондриях используется в 2 реакциях:
Пируватдегидрогеназный комплекс (ПВК: НАД+ оксидорудуктаза (декарбоксилирующая)) содержит 3 фермента и 5 коферментов: а) Пируватдекарбоксилаза содержит (Е1) 120 мономеров и кофермент ТПФ; б) Дигидролипоилтрансацилаза (Е2) содержит 180 мономеров и коферменты липоамид и HSКоА; в) Дигидролипоилдегидрогеназа (Е3) содержит 12 мономеров и коферменты ФАД и НАД. Пируват ДГ комплекс осуществляет окислительное декарбоксилирование ПВК с образованием Ацетил-КоА. Активатор: HSКоА, НАД+, АДФ. Ингибитор: НАДН2, АТФ, Ацетил-КоА, жирные кислоты, кетоновые тела. Индуктор инсулин.
Механизм работы Пируват ДГ комплекса. Процесс проходит 5 стадий:
Далее Ацетил-КоА поступает в ЦТК, где он окисляется до 2 СО2 с образованием 1 ГТФ, восстановлением 3 НАДН2 и 1 ФАДН2.
Челночные системы
В аэробных условиях О2 обеспечивает регенерацию НАД+ из НАДН2, что необходимо для продолжения реакции гликолиза (НАД+ субстрат 3-ФГА ДГ).
Так как внутренняя мембрана митохондрий непроницаема для НАДН2, восстановленный в гликолизе НАДН2, передает свои водороды на дыхательную цепь митохондрий с помощью специальных систем, называемых «челночными». Известны 2 челночные системы: малат-аспартатная и глицерофосфатная.
1. Малат-аспартатный челнок является универсальным, работает в печени, почках, сердце.
2.Глицерофосфатный челночный механизм
Работает в белых скелетных мышцах, мозге, в жировой ткани, гепатоцитах.
Малат-аспартатный челнок энергетически более эффективен, так как передаёт водород в дыхательную цепь через митохондриальный НАД, соотношение Р/О равно 3, синтезируется 3 АТФ.
В глицерофосфатный челнок передаёт водород в дыхательную цепь через ФАД на KoQ, соотношение Р/О равно 2, синтезируется 2 АТФ.
Пластическое значение катаболизма глюкозы
При катаболизме глюкоза может выполнять пластические функции. Метаболиты гликолиза используются для синтеза новых соединений. Так, фруктозо-6ф и 3-ФГА участвуют в образовании рибозо-5-ф (компонент нуклеотидов); 3-фосфоглицерат может включаться в синтез аминокислот, таких как серии, глицин, цистеин. В печени и жировой ткани Ацетил-КоА используется при биосинтезе жирных кислот, холестерина, а ДАФ для синтеза глицерол-3ф.
Эффект Пастера – явление переключения гликолиза на аэробный путь окисления глюкозы, при этом происходит снижение скорости потребления глюкозы и накопления лактата в присутствии кислорода.
Эффекта Пастера (рис.6) объясняется наличием конкуренции за общие метаболиты аэробного и анаэробного пути окисления глюкозы. За ПВК-между пируватдегидрогеназным комплексом и лактатдегидрогеназой. За НАД восстановленным-между ферментами челночных механизмов (МДГ, глицеролДГ) и пируватдегидрогеназным комплексом.
Без О2 митохондрии не потребляют ПВК и НАДН2, в результате их концентрация в цитоплазме повышается и они идут на образование лактата. Так как анаэробный гликолиз дает из 1 глюкозы только 2 АТФ, для образования достаточного количества АТФ необходимо много глюкозы (в 19 раз больше чем в аэробных условиях).
В присутствии О2, митохондрии выкачивают ПВК и НАДН2 из цитоплазмы, прерывая реакцию образования лактата. При аэробном окислении из 1 глюкозы образуется 38 АТФ, соответственно для образования достаточного количества АТФ необходимо мало глюкозы (в 19 раз меньше чем в анаэробных условиях).
Рис.6 Эффект Пастера