1. Биохимия углеводов

Занятие 8

Химия углеводов. Переваривание и всасывание. Метаболизм гликогена

Цель занятия: сформировать представления о биологической роли, молекулярных механизмах переваривания и всасывания углеводов, путях метаболизма углеводов в живых организмах.

Исходный уровень знаний и навыков

Студент должен знать:

1. Строение, классификацию и свойства углеводов.

2. Механизмы переваривания компонентов пищи в ЖКТ.

3. Молекулярные механизмы транспорта веществ через биологические мембраны.

Студент должен уметь:

1. Выполнять качественные реакции на углеводы.

Структура занятия

1. Теоретическая часть

   1. Строение, классификация углеводов. Характеристика моно-, ди- и полисахаридов. Гомополисахариды: крахмал, гликоген, клетчатка. Гетерополисахариды: кислые (гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты, гепарин) и нейтральные (нейраминовая и сиаловая кислоты). Функции углеводов в организме.

   2. Переваривание и всасывание углеводов в ЖКТ. Виды пищеварения (полостное, пристеночное и внутриклеточное), их характеристика.

   3. Механизмы транспорта углеводов через мембрану (простая, облегченная диффузии, активный транспорт). Роль Na/K-АТФ-азы в транспорте глюкозы. Превращение галактозы и фруктозы в глюкозу.

   4. Значение фосфорилирования глюкозы. Пути обмена (образование и утилизация) глюкозо-6-фосфата. Схема углеводного обмена в организме.

   5. Метаболизм гликогена (синтез и мобилизация), реакции, ферменты, регуляция.

2. Практическая часть

   1. Решение задач.

   2. Лабораторные работы.

Задачи

1 Рассчитайте концентрацию глюкозы в крови человека, если известно, что через 2 часа после разовой инъекции инсулина уровень глюкозы снизился до 60 мг% и составил 40 % от исходного уровня. Каково клинико-диагностическое значение этого показателя (при выражении концентрации используйте единицы СИ)?

2 Какой будет концентрация глюкозы в крови взрослого человека при распаде 1,62 г гликогена в печени? Исходный уровень глюкозы в крови равен 5,56 ммоль/л. Объем крови равен 5 л. Каков механизм мобилизации гликогена?

3 Больному внутривенно ввели 22,5 мл 20 %-го раствора глюкозы. Какой станет концентрация глюкозы в крови, если до введения она составляла 2,8 ммоль/л?

4 Чем можно объяснить алкогольные гипо- и авитаминозы, не поддающиеся лечению даже при интенсивной терапии?

5 Рассчитайте концентрацию фруктозы в крови взрослого человека, если она составляет 0,4 % от среднего уровня глюкозы, содержание которой в крови равно 5 ммоль/л. Каково клинико-диагностическое значение этого показателя?

6 Правильно расставьте последовательность включения каскада реакций гликогенолиза в скелетной мышце: а) аденилатциклаза; б) киназа фосфорилазы; в) протеинкиназа (киназа киназы фосфорилазы); г) адреналин; д) G‑белок; е) фосфорилаза; ж) рецептор.

Лабораторные работы

Лабораторная работа. Определение активности α-амилазы в моче энзимати-ческим кинетическим методом

Принцип метода. Под действием α-амилазы защищённый синтетический субстрат ЕРS (4,6-этилиден (G₇)-п-нитрофенил(G₁)- α,D-мальтогептаозид) гидролизуется с образованием бесцветных нитрофенилмальтоозидов. Под действием α-глюкозидазы нитрофенилмальтоозиды гидролизуются до глюкозы и окращенного п-нитрофенола. Скорость нарастания концентрации п-нитрофенола пропорциональна активности фермента.

Ход работы. В пробирку налить 8 мл рабочего реагента и 0,16 мл свежей мочи, тщательно перемешать и инкубировать в термостате при температуре 37⁰С в течение 2 минут.

Не доставая пробирку из термостата, отобрать 2 мл исследуемого раствора в кювету с толщиной слоя 0,5 см и измерить начальную экстинкцию на ФЭКе (λ = 405 нм) протв дистиллированной воды.

Далее определять изменения экстинкции за 1 минуту (∆Е/мин) в течение последующих 3 минут.

Расчет. Расчет активности (А) α-амилазы проводят по формуле:

А (ед/л) = 6 067 •2 •

или

А (нмоль/с•л) = 101 137 • 2 • ∆Е/мин

А₁ = ∆Е₁ / ∆t₁ = Е₁ – Е₀/ t₁ – t₀

А₂ = ∆Е₂ / ∆t₂ = Е₂ – Е₀/ t₂ – t₀

А₃ = ∆Е₃ / ∆t₃ = Е₃ – Е₀/ t₃ – t₀

А_ср. = А₁ + А₂ + А₃ / 3

Нормальные величины:

Исследуемый материал	Температура в термостате	Величина
Моча	370С	до 1 000 ед/л или до 16 670 нмоль / с•л

Клинико-диагностическое значение. Определение активности амилазы мочи и сыворотки крови широко используется в клинической практике для диагностики заболеваний поджелудочной железы. При острых панкреатитах амилазная активность мочи и сыворотки крови увеличивается в десятки раз, особенно в первые сутки заболевания, а затем постепенно возвращается к норме. При почечной недостаточности амилаза в моче отсутствует. В детском возрасте увеличение активности амилазы наблюдается при эндемическом паротите, что указывает на одновременное поражение поджелудочной железы вирусом паротита.

Выводы. Записать полученные результаты, построить график зависимости активности фермента от времени и дать его клинико-диагностическую оценку.

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

Рекомендуемая литература

Основная

1. Материал лекций.

2.Кухта В.К.,Морозкина Т.С. Олецкий Э.И., Таганович А.Д. Биологическая химия .

Бином –Асар 2008. –с. 155-166.

3.Биохимия: под ред. чл.-корр. РАН, проф Е.С. Северина: М. Геотар-Медицина. 2006г. –с.297-312, 315-332.

4.Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1998. С. 319–326, 335-338, 665-670.

5.Николаев А. Я. Биологическая химия. М.: Медицинское информационное агентство, 2004. с.248-254.

6.Марри Р. и др. Биохимия человека. М.: Мир, 2004г. Т. 1.- с.140-150, 189-194.

7.Филиппович Ю. Б. Основы биохимии. М.: Флинта, 1999. с.306-328.

Занятие 9

Тканевой обмен углеводов. Количественное определение глюкозы в крови

Цель занятия: сформировать у студентов знания о путях и механизмах обмена глюкозы в организме. Научиться определять концентрацию глюкозы в крови.

Исходный уровень знаний и навыков

Студент должен знать: