Тема 3. Альтернативні шляхи обміну моносахаридів. Метаболізм фруктози та галактози.

Актуальність теми.

До альтернативних шляхів обміну моносахаридів відносять пентозофосфатний та глюкуронатний шляхи обміну глюкози, обмін фруктози та галактози.

Пентозофосфатний шлях обміну глюкози – джерело пентоз для синтезу нуклеотидів, нуклеїнових кислот, коферментів, крім цього являється джерелом відновленої НАДФН, яка використовується при синтезі жирних кислот, холестеролу, стероїдних гопмонів та інших сполук.

Глюкуронатний шлях обміну глюкози – джерело глюкуронової кислоти, яка використовується для синтезу глікозаміноглікнів (вуглеводних похідних протеогліканів – білків сполучної тканини) та бере участь у знешкодженні токсинів в печінці.

Фруктоза та галактоза включаються в шлях обміну глюкози. При порушенні перетворення фруктози та галактози розвивається фруктоземія та галактоземія.

Мета та вихідний рівень знань.

Загальна мета: вивчити альтернативні шляхи обміну моносахаридів.

Конкpетні цілі: трактувати біохімічні закономірності шляхів обміну моносахаридів, пентозофосфатний шлях окислення глюкози, шлях уронових кислот.

Вихiдний piвень знань-вмiнь: вміти писати будову моносахаридів, гексуронових кислот.

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

Змiст i послiдовнiсть дiй	Вказiвки до навчальних дiй
1. Практичне вивчення методу визначення пентоз в крові.	1.1. Кількісне визначення пентоз в сироватці в крові.
2. Пентозофосфатний шлях (ПФШ) обміну глюкози.	2.1. Біологічне значення та особливості функціонування пентозофосфатного шляху в різних тканинах. 2.2. Послідовність ферментативних реакцій ПФШ: а) окислювальна стадія; б) стадія ізомерних перетворень. 2.3. Порушення пентозофосфатного шляху обміну глюкози в еритроцитах: ензимопатія глюкозо-6-фосфат-дегідрогенази.
3. Глюкуронатний шлях обміну глюкози.	3.1. Пояснiть бiологiчну pоль глюкуpонатного шляху окислення глюкози; на конкретних прикладах пояснiть його структурну роль i роль в деток­­­сикацiї шкiдливих pечовин. 3.2. Hапишiть будову глюкуpонової кислоти, УДФ-глюкуpонової кислоти, гексозамiну (глюко­­­замiну або галактозамiну).
4. Метаболізм фруктози.	4.1. Метаболічний шлях та ферментативні реакції перетворення фруктози в організмі людини. 4.2. Спадкові ензимопатії, пов’язані з генетичними дефектами синтезу ферментів метаболізму фруктози – непереносимість фруктози (фруктоземія).
5. Метаболізм галактози.	5.1. Метаболічний шлях та ферментативні реакції перетворення галактози в організмі людини. 5.2. Спадкові ензимопатії, пов’язані з генетичними дефектами синтезу ферментів метаболізму галактози – галактоземія.

Індивідуальна самостійна робота студентів.

1. Побудувати схеми метаболічних шляхів обміну вуглеводів.

2. Оцінювати стан вуглеводного обміну за біохімічними показниками при патологічних процесах.

3. Клінічне значення галактозної проби.

Алгоритм лабораторної роботи.

1. Кількісне визначення пентоз в крові.

Принцип методу: метод базується на кольоровій реакції між пентозою (рибозою або дезоксирибозою) та орцином в кислому середовищі в присутності Fe³⁺. При їх взаємодії утворюється комплекс зеленого кольору. Густина забарвлення залежить від кількості пентоз.

Хiд pоботи:

В пpобipку до 0,5 мл досліджуваного розчину до­­­дати 0,5 мл 1% оpцину (приготовленого на 0,1% розчині FeCl₃ в концентрованій HCl). Одночасно поставити стандарт: взяти 0,5 мл розчину пентози відомої концентрації і додати 0,5 мл орцинового реактиву.

Пробірки помістити в киплячу водяну баню на 40 хвилин. Потім витягнути, додати по 5 мл води; перемішати вміст пробірок та визначити оптичну густину розчинів на ФЕК в кюветах на 5 мм при червоному світлофільтрі (λ = 665 нм).

За найденими величинами оптичної густини стандарту та досліджуваного розчину скласти пропорцію і розрахувати вміст пентози.

В нормі концентрація пентоз: в крові – менше 133 мкмоль/л (2мг%),

в сечі – в середньому близько 250 мг/доб.

2. Виявлення фруктози реакцією Селіванова.

Принцип методу: при нагріванні розчину фруктози з концентрованою соляною кислотою утворюється оксиметилфурфурол, який з резорцином дає продукт конденсації, забарвлений у інтенсивний вишнево-червоний колір.

Хiд pоботи: в пробірку вміщують 2-3 краплі 1% розчину фруктози, 4-5 крапель реактиву Селіванова (0,05 г резорцину розчиняють у 100 мл розведеної соляной кислоти 1: 1). Нагрівають і спостерігають за зміною забарвлення розчину.