- •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
6.3. Лекция № 4.1 Тема: Структура и обмен инсулина. Гормоны поджелудочной железы
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 клетки островкового аппарата поджелудочной 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%) секретируют глюкагон, 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 регулирует секрецию инсулина и глюкагона, панкреатический полипептид влияет на секрецию пищеварительных соков. Гормоны поджелудочной железы выделяются в панкреатическую вену, которая впадает в воротную. Это имеет большое значение т.к. печень является главной мишенью глюкагона и инсулина.
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.
Рисунок 11. Строение инсулина
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.
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 цепь в просвет ЭПР.
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.
«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).
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%.
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.
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.