- •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
Всасывание углеводов
Моносахариды (рис.1) всасываются эпителиальными клетками тощей и подвздошной кишок. Транспорт моносахаридов (рис.2) в клетки слизистой оболочки кишечника может осуществляться путём диффузии (рибоза, ксилоза, арабиноза), облегчённой диффузии с помощью белков переносчиков (фруктоза, галактоза, глюкоза), и путем вторично-активного транспорта (галактоза, глюкоза). Вторично-активный транспорт галактозы и глюкозы из просвета кишечника в энтероцит осуществляется симпортом с Na+. Через белок-переносчик Na+ двигается по градиенту своей концентрации и переносит с собой углеводы против их градиента концентраций. Градиент концентрации Na+ создаётся Nа+/К+ - АТФ-азой.
Электрогенный
Na
насос
Рис. 1 Механизм всасывания моносахаридов
Активный транспорт
Облегченная диффузия
Рис.2 Транспорт моносахаридов
При низкой концентрации глюкозы в просвете кишечника она транспортируется в энтероцит только активным транспортом, при высокой концентрации - активным транспортом и облегчённой диффузией. Скорость всасывания: галактоза > глюкоза > фруктоза > другие моносахариды. Моносахариды выходят из энтероцитов в направлении кровеносного капилляра с помощью облегченной диффузии через белки-переносчики.
Нарушение переваривания и всасывания углеводов
Недостаточное переваривание и всасывание переваренных продуктов называют мальабсорбцией. В основе мальабсорбции углеводов могут быть причины двух типов:
1)Наследственные и приобретенные дефекты ферментов, участвующих в переваривании. Известны наследственные дефекты лактазы, β-амилазы, сахаразно-изомальтазного комплекса. Без лечения эти патологии сопровождаются хроническим дисбактериозом и нарушениями физического развития ребёнка.
Приобретённые нарушения переваривания могут наблюдаться при кишечных заболеваниях, например гастритах, колитах, энтеритах, после операций на ЖКТ.
Дефицит лактазы у взрослых людей может быть связан со снижением экспрессии гена лактазы, что проявляться непереносимостью молока - наблюдается рвота, диарея, спазмы и боли в животе, метеоризм. Частота этой патологии составляет в Европе 7—12%, в Китае — 80%, в Африке — до 97%.
2) Нарушение всасывания моносахаридов в кишечнике.
Нарушения всасывания могут быть следствием дефекта какого-либо компонента, участвующего в системе транспорта моносахаридов через мембрану. Описаны патологии, связанные с дефектом натрийзависимого белка переносчика глюкозы.
Синдром мальабсорбции сопровождается осмотической диареей, усилением перистальтики, спазмами, болями, а также метеоризмом. Диарею вызывают нерасщеплённые дисахариды или невсосавшиеся моносахариды в дистальных отделах кишечника, а также органические кислоты, образованные микроорганизмами при неполном расщеплении углеводов.
Транспорт глюкозы из крови в клетки
Глюкоза поступает из кровотока в клетки путём облегчённой диффузии с помощью белков-переносчиков - ГЛЮТов. Глюкозные транспортёры ГЛЮТы имеют доменную организацию и обнаружены во всех тканях. Выделяют 5 типов ГЛЮТов:
• ГЛЮТ-1 - преимущественно в мозге, плаценте, почках, толстом кишечнике;
• ГЛЮТ-2 - преимущественно в печени, почках, β-клетках поджелудочной железы, энтероцитах, есть в эритроцитах.
• ГЛЮТ-3 - во многих тканях, включая мозг, плаценту, почки. Обладает большим, чем ГЛЮТ-1, сродством к глюкозе;
• ГЛЮТ-4 - инсулинзависимый, в мышцах (скелетной, сердечной), жировой ткани;
• ГЛЮТ-5 – в кишечнике почках.
ГЛЮТы, в зависимости от типа, могут находиться преимущественно как в плазматической мембране, так и в цитозольных везикулах. Трансмембранный перенос глюкозы происходит только тогда, когда ГЛЮТы находятся в плазматической мембране. Встраивание ГЛЮТов в мембрану из цитозольных везикул происходит под действием инсулина. При снижении концентрации инсулина в крови эти ГЛЮТы снова перемещаются в цитоплазму. Ткани, в которых ГЛЮТы без инсулина почти полностью находятся в цитоплазме клеток (ГЛЮТ-4, и в меньшей мере ГЛЮТ-1), оказываются инсулинзависимыми (мышцы, жировая ткань), а ткани, в которых ГЛЮТы преимущественно находятся в плазматической мембране (ГЛЮТ-3) - инсулиннезависимыми.
Известны различные нарушения в работе ГЛЮТов. Наследственный дефект этих белков может лежать в основе инсулинонезависимого сахарного диабета.