Раздел 8. Строение и обмен углеводов Тема 8.1. Строение и внешний обмен углеводов. Обмен гликогена Актуальность

В организме человека и животных углеводы играют важную роль и выполняют разнообразные функции: 1) служат источником энергии, обеспечивая до 67% суточного энергопотребления организма; 2) являются пластическим материалом клеток; 3) используются в качестве исходных продуктов для синтеза липидов, белков и нуклеиновых кислот; 4) углеводные компоненты входят в состав иммуноглобулинов и т.д. К заболеваниям, связанным с патологией углеводного обмена, относятся сахарный диабет, гликогенозы, мукополисахаридозы, галактоземии, фруктоземии, интолерантность к лактозе и сахарозе.

Цель

Изучение переваривания углеводов в пищеварительном тракте. Изучение обмена гликогена – энергетического резерва организма.

Ознакомление на практике с особенностями переваривания целлюлозы и крахмала в желудочно-кишечном тракте. Приобретение практических навыков по проведению качественного анализа мочи на присутствие глюкозы при помощи цветных реакций.

Вопросы для самоподготовки

1. Биологическая роль углеводов. Суточная потребность в углеводах у взрослых и детей. Пищевые продукты – источники углеводов.

2. Классификация углеводов в зависимости от количества мономеров в молекуле (моно-, ди-, олиго- и полисахариды), в зависимости от числа углеродных атомов (триозы, тетрозы, пентозы, гексозы) и по положению карбонильной группы (альдозы и кетозы).

3. Структура и функции представителей углеводов:

• моносахаридов (глюкоза, фруктоза, галактоза, рибоза, дезоксирибоза, глицеральдегид, диоксиацетон),

• дисахаридов (мальтоза, лактоза, сахароза, целлобиоза),

• полисахаридов (крахмал, гликоген, целлюлоза).

Производные моносахаридов. Что такое сиаловые кислоты? Химическая формула N‑ацетилнейраминовой кислоты.

Сложные углеводы – гликозаминогликаны. Строение гиалуроновой и хондроитинсерной кислот, их биологическая роль. Строение и роль гликопротеинов.

Переваривание углеводов в ротовой полости и кишечнике. Характеристика ферментов переваривания: ‑амилаза ротовой полости, ферменты панкреатического сока (‑амилаза, олиго-1,6-глюкозидаза), ферментные комплексы тонкого кишечника, отвечающие за гидролиз дисахаридов (сахаразо-изомальтазный, гликоамилазный,‑гликозидазный).

Возрастные особенности переваривания и всасывания углеводов. Биохимические причины непереносимости сахарозы и лактозы у детей.

Причины непереваривания целлюлозы в желудочно-кишечном тракте человека. Роль целлюлозы в пищеварении человека.

Транспорт моносахаридов через клеточные мембраны.

Пути превращения глюкозы в клетке. Источники глюкозы в клетке. Фосфорилирование глюкозы, роль реакции.

Превращение фруктозы в глюкозу. Пути метаболизма фруктозы. Каково значение фруктозы в обмене веществ плода и новорожденных? Эссенциальная фруктозурия.

Роль галактозы в организме. Превращение галактозы в глюкозу. Галактоземия, молекулярные причины, клинические проявления и основы лечения.

Синтез гликогена из глюкозо-6-фосфата (гликогеногенез). Распад гликогена до глюкозо-6-фосфата (гликогенолиз). Особенности обмена гликогена в печени и мышцах при некоторых физиологических состояниях (потребление пищи, голодание, мышечная активность).

Регуляция ферментов обмена гликогена – гликогенсинтазы и гликогенфосфорилазы.

• гормональная – влияние адреналина и глюкагона (аденилатциклазный механизм, роль цАМФ и протеинкиназы А); роль инсулина и участие фосфодиэстеразы в снижении концентрации цАМФ в клетке.

• аллостерическая регуляция активности гликогенфосфорилазы при участии АМФ;

• кальций-зависимая активация киназы фосфорилазы гликогена.

Генетические нарушения распада гликогена: печеночные, мышечные и смешанные гликогенозы. Что такое агликогеноз?

Особенности обмена углеводов в печени. Участие глюкокиназы и глюкозо-6-фосфатазы в обеспечении роли печени по поддержанию постоянной концентрации глюкозы в крови.

Углеводы – лекарственные препараты (глюкоза, гиалуроновая кислота, хондроитинсульфат, декстраны, гепарин, сердечные гликозиды).

Качественные реакции на глюкозу (реакции Троммера и Фелинга). Принцип методов.

Практическое исследование переваривания углеводов в желудочно-кишечном тракте, принцип метода.