Модуль 3 Метаболізм вуглеводів, ліпідів, амінокислот та його регуляція. Тема 1. Дослідження гліколізу – анаеробного окислення глюкози

Актуальність теми.

Вивiльнення енеpгiї сонця, акумульованої в хiмiчних зв'язках глюкози, починається пpи глiколiзi в pеакцiї субстpатного окислювального фосфоpилювання. В цьому пpоцесi частина енеpгiї глюкози тpансфоpмується в енеpгiю макpоеpгiчних фосфатних зв'язкiв, якi викоpистовується на pесинтез АТФ, тобто фоpму енеpгiї, доступну для викоpистання всiма тканинами пpи виконаннi piзних видів pоботи (синтезу, механiчної, транспорту pечовин чеpез мембpани).

При напруженій роботі м’язів тимчасово виникають анаеробні умови, і тоді основним процесом, що забезпечує енергією м’язи, стає гліколіз – анаеробне окислення глюкози. В нормі кінцевий продукт гліколізу – молочна кислота, - швидко ресинтезується в печінці в глюкозу і глікоген та частково окислюється до оксиду вуглецю і води.

Багато захворювань супроводжується гіпоксією тканин (серцево-судинні захворювання, захворювання легень та ін.), що призводить до накопичення в тканинах молочної кислоти, розвитку ацидозу, і, відповідно, розладу обміну речовин та функції органів. Визначення молочної кислоти в крові є тестом для оцінки інтенсивності гліколізу. Гіперлактатемія – маркер блоку аеробних шляхів окислення глюкози.

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета.

Вміти використовувати знання про анаеробний обмін вуглеводів для пояснення стану організму в нормі і при патології, що супроводжується гіпоксією.

Конкретні цілі:

1. Трактувати біохімічні закономірності внутрішньоклітинного метаболізму вуглеводів: анаеробний гліколіз.

2. Вміти писати хімізм реакцій гліколізу.

Вихідний рівень знань-вмінь: вміти писати будову вуглеводів (біоорганічна хімія) глюкози, фруктози. Вміти писати будову спиртів, альдегідів, карбонових кислот.

Оpiєнтувальна каpтка для самостiйного вивчення студентами навчальної лiтеpатуpи пpи пiдготовцi до заняття.

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Практичне вивчення методу визначення молочної кислоти.	1.1. Визначення молочної кислоти методом Уффельмана.
2. Анаеробний гліколіз. Біологічна роль, хімізм, механізм регуляції.	2.1. Загальна характеристика анаеробного окислення глюкози. 2.2. Послідовність реакцій та ферменти гліколізу. 2.3. Гліколітична оксидоредукція: субстратне фосфорилювання та човникові механізми окислення гліколітичного НАДН. Ефект Пастера. 2.4. Регуляція гліколізу. 2.5. Спиртове та інші види бродіння. 2.6. Шляхи утилізації молочної кислоти. 2.7. Причини та наслідки гіперлактатемії.

Індивідуальна самостійна робота студентів.

1. Написати ферментативні реакції перетворення інтермедіатів в гліколізі.

2. Побудувати схему гліколізу.

3. Створити схему регуляції обміну глюкози.

Алгоритм лабораторної роботи.

Визначення кінцевого продукту анаеробного гліколізу – молочної кислоти методом Уффельмана.

Принцип реакції.. При взаємодії комплексної сполуки феноляту заліза фіолетового кольору з молочною кислотою утворюється лактат заліза жовто-зеленого кольору.

Хід роботи: вміщуємо в пробірку 1 мл сироватки крові, додаємо 5 крапель 1% розчину FeCL₃ та 1,0 мл розчину фенолу. Спостерігаємо за появою жовто-зеленого кольору.