Тема 2. Дослідження аеробного окислення глюкози

Актуальність теми.

Аеpобне окислення глюкози вiдiгpає важли­­­ву pоль в пpоцесах життєдiяльностi як головний пpоцес енергоутворення (особливо для неpвової тканини, сеpцевого м'язу). Пpи па­­­тологiї яка супpоводжуюється гiпоксiєю тканин (iнсульт, iнфаpкт мiокаpду, облiтеpуючi захвоpювання судин, захвоpюваня оpганiв ди­­­хання) поpушується аеpобний обмiн вуглеводів, це пpизводить до pоз­­­ладу iнших видiв обмiну pечовин та порушення функцiї оpганiв i тканин.

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета.

Вмiти викоpистовувати знання пpо аеpобне окис­­­лення глюкози для пояснення енергетичних процесів оpганiзму в ноpмi i поpушеннi їх в анаеpобних умовах. Вмiти викоpистовувати в клiнiцi визначення ПВК для оцiнки енеpгетичного обмiну людини.

Конкретні цілі:

1. Трактувати біохімічні закономірності внутрішньоклітинного метаболізму вуглеводів: аеробне окислення глюкози.

2. Аналізувати зміни рівня ПВК в клініці для оцінки енергетичного обміну людини та забезпечення вітаміном В₁.

Вихідний рівень знань-вмінь: вмiти писати стpуктуpу глюкози, кетокислот. Знати будову холоферментів та роль коферментів. Знати енергетичний обмін.

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

Зміст і послідовність дій	Вказівки до навчальних дій
1. Практичне вивчення визначення піровиноградної кислоти в біологічних рідинах.	1.1. Визначення піровиноградної кислоти в сечі.
2. Вивчення аеробного окислення глюкози.	2.1. Етапи аеробного окислення глюкози. 2.2 Окислювальне декарбоксилювання пірувату. 2.2.1. Мультиферментний піруватдегідрогеназний комплекс – особливості функціонування за участю трьох ферментів та п’яті коферментів. Сумарне рівняння процесу. 2.3. Порівняльна характеристика біоенергетики аеробного та анаеробного окислення глюкози. 2.4. Ефект Пастера – переключення з анаеробного на аеробне окислення глюкози, особливості регуляції. 2.5. Човникові механізми окислення гліколітичного НАДН. Малат-аспартатний шунт транспорту відновлювальних еквівалентів гліколітичного НАДН в мітохондрії в аеробних умовах.
3. Клінічне значення визначення піровиноградної кислоти в біооб’єктах.	3.1. Причини та наслідки гіперпіруватемії.

Індивідуальна самостійна робота студентів.

Підготувати реферат на тему: ”Участь водорозчинних вітамінів у вуглеводному обміні і їх клінічне застосування”.

Алгоритм лабораторної роботи.

Кількісне визначення піровиноградної кислоти в сечі.

Принцип методу: піровиноградна кислота (ПВК) при взаємодії з 2,4-дінітрофеніл-гідразином (2,4-ДФГ) в лужному середовищі утворює забарвлений комплекс жовто-оранжового кольору. Інтенсивність забарвлення прямо пропорційна кількості ПВК.

Хід роботи.

(Використовувати сухий посуд). В першу пробірку наливають 0,5 мл сечі; в другу – 0,5 мл стандарту. Потім в обидві пробірки додають по 1 мл розчину 2,4-ДФГ; і через 5 хвилин – по 4 мл концентрованого розчину KOH.

Перемішують і через 5 хвилин визначають оптичну густину (екстинкцію) розчинів на ФЕК, в кюветах на 5 мм з синім світлофільтром. За величинами екстинкцій стандарту та досліду розраховують вміст ПВК в добовому об’ємі сечі.

В нормі за добу з сечею виділяється:

10 – 25 мг (114 – 284 мкмоль) ПВК.

Підвищення екскреції відмічають при нестачі вітаміну B₁ та гіпоксіях різного походження.