Исходный уровень знаний и навыков. 1 Механизмы переваривания углеводов
Студент должен знать:
1 Механизмы переваривания углеводов.
2 Механизмы транспорта глюкозы в клетку.
3 Пути метаболизма глюкозы в тканях.
4 Механизмы регуляции уровня глюкозы в крови.
5 Общую схему энергетического обмена.
Студент должен уметь:
1 Определять содержание глюкозы в биологических жидкостях.
Структура занятия
Теоретическая часть
1.1 Механизмы регуляции уровня глюкозы в крови (срочный и постоянный). Роль гомеостаза глюкозы в жизнедеятельности организма.
1.2 Сахарный диабет I типа (инсулинодефицитный диабет молодых). Причины его возникновения (абсолютный или относительный дефицит инсулярных эффектов). Биохимические сдвиги при инсулярной недостаточности, механизм их возникновения и метаболические последствия:
а) активация гликогенолиза и ГНГ, гипергликемия, глюкозурия;
б) активация липолиза – гиперлипемия, кетонемия, кетонурия, кетоацидоз, гиперхолестеринемия, дислипопротеидемия;
в) активация протеолиза ‑ гипераминоацидемия, гипераммонемия;
г) гиперосмолярность – нарушение водно-электролитного и кислотно-основного состояния.
1.3 Основные клинические проявления диабета и их связь с нарушением метаболизма (полидипсия, полиурия, полифагия), осложнения диабета – нарушение регенерации тканей, снижение барьерных функций кожи и слизистых, кариес, атеросклероз, ангиопатии, нейропатии, слепота и др.
1.4 Диагностика сахарного диабета:
а) клиническая диагностика – изменение водно-электролитного баланса, аппетита, множественный кариес и др.
б) лабораторная диагностика:
- определение уровня глюкозы, кетоновых тел в крови и моче натощак;
- анализ гликемических кривых, техника построения и интерпретация;
- определение содержания в крови глюкозилированного гемоглобина, инсулина, C-пептида.
1.5 Гиперинсулинизм – причины, метаболические последствия, клинические проявления (гипогликемия, ожирение, диабет II типа).
1.6 Нарушение переваривания и всасывания углеводов в ЖКТ, дисахаридазная недостаточность, механизм развития диареи, кетоацидоза и гиперосмолярности, основные клинические проявления.
1.7 Галактоземия, фруктозурия. Причины возникновения. Механизмы развития осложнений. Основные клинические проявления.
1.8 Гликогенозы – основные типы, причины и клинические проявления.
1.9 Мукополисахаридозы – причины и основные клинические проявления.
Практическая часть
2.1 Решение задач.
2.2 Лабораторная работа.
Задачи
1 Ребенок Т., 9 месяцев. Родители отмечают уребенкачастые судороги, отставание в росте и весе. В крови повышеносодержание лактата и пирувата. Уровень гликемии – 3 ммоль/л.Введение адреналина не нормализует уровень глюкозы в крови. Печень ипочки увеличены в размерах. Чем объяснить это явление?
2 При различных видах гипоксии – анемии, различные нарушения дыхательной системы, при частых инфекционных заболеваниях, при гипо- и авитаминозах (группы B и PP) у детей, в первую очередь, страдает углеводный обмен. Объяснить причину и биохимические изменения углеводного обмена при гипоксиях.
3 У больного ребенка двух лет нормальное содержаниеглюкозы в крови, нет глюкозурии, нормальный аппетит. Малейшийдефицит углеводов в питании вызывает ацидоз и признаки остройгипогликемии. Анализ пунктата печени указывает на наличие 4–5 % гликогена в печени. Имеющийся в печени гликоген по ряду признаков большенапоминает крахмал. Каков молекулярный механизм данной патологии?
4 Недостаток глюкозы в крови является сигналом:
а) к активациилиполиза; б) торможению липолиза; в) торможению ГНГ; г) стимуляции ГНГ; д) активации кетогенеза; е) торможению кетогенеза; ж) активации протеолиза; з) торможению протеолиза?
5 При диабете гиперпродукция кетоновых тел связана:
а) с повышенным уровнем CH3-CO-SКоА в скелетноймышце;
б) повышенной скоростью b-окисления СЖК в гепатоцитах;
в) повышенной скоростью ЦТК;
г) повышенной активностью ГНГ;
д) низким уровнем цАМФ в адипоцитах;
е) пониженной скоростью ЦТК?
6 Каковы последствия передозировки инсулина у больных диабетом:
а) гипергликемия; б) глюкозурия; в) кетонурия; г) гипогликемия; д) кетонемия; е) мышечная слабость?
Лабораторная работа. Построение гликемической кривой
Принцип метода. Основан на том, что уровень глюкозы в крови обычно характеризуетинсулярнуюфункцию. Пероральная нагрузка глюкозой влечет за собой увеличение уровня глюкозы в крови, которая стимулирует инсулярную активность, что приводит к нормализации уровня гликемии. Анализ графического изображения гликемической кривой позволяет выявить скрытые формы диабета и нарушение гликогенобразующей функции печени.
ВНИМАНИЕ! Соблюдать меры безопасности при работе с орто-толуидином и кипячением на водяной бане.
Ход работы. Утром натощак у обследуемого берут кровь из пальца и определяют в ней содержание глюкозы ортотолуидиновым методом (см. занятие 10). После чего он принимает (в течение не более 5 мин) 50–100 г глюкозы в 200 мл теплой кипяченой воды (из расчета 1 г глюкозы на 1 кг массы тела). Глюкозу можно заменить сахарозой (из расчета 1,5 г сахара на 1 кг массы тела). Затем повторно исследуют содержание глюкозы в крови, забирая кровь из пальца каждые 30 мин (иногда через 15 мин) в течение 2,5 ч (если было принято 50 г глюкозы) и в течение 3 ч (если было принято 100 г глюкозы). У детей сахарную нагрузку проводят так же, как и у взрослых, изменяя только дозы вводимой глюкозы. На основании полученных данных строят график (см. рисунок), откладывая на оси ординат содержание глюкозы в крови (ммоль/л), а на оси абсцисс – время взятия пробы в минутах или часах.
Анализ гликемических кривых: у здорового человека уже через 15 мин после приема глюкозы наблюдается увеличение ее содержания в крови, которое между 30-й и 60-й минутами достигает максимальной величины. Затем начинается снижение и к 120-й минуте содержание глюкозы достигает исходного уровня, отмечавшегося натощак, или с небольшими отклонениями в сторону как повышения, так и снижения. Через 3 ч содержание глюкозы в крови достигает исходной величины.
 |
При сахарном диабете гликемические кривые имеют чрезвычайно высокую вершину и повышенный уровень глюкозы остается спустя 3 ч после нагрузки. При заболеваниях сопровождающихся гипофункцией “контринсулярных” гормонов (болезнь Аддисона, гипотиреоз), а также при поражении паренхимы печени, тяжелых анемиях, заболеваниях центральной нервной системы, инфекционных болезнях, токсических состояниях, отмечаются уположение кривой в виде небольшого пика и низкой гипогликемической кривой до и после нагрузки.
Выводы. Записать полученный результат и дать его клинико-диагностическую оценку.
Рекомендуемая литература
Основная
1 Материал лекций.
2 Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. М.: Медицина, 1990. С. 273–275; 1998. С. 338–343.
3 Николаев А. Я. Биологическая химия. М.: Высшая школа, 1989. С. 253–270.
Дополнительная
4 Руководство по лабораторной и клинической диагностике. Т. 3. Клиническая биохимия. Киев: Вища школа, 1986. С. 82–95.
5 Зилва Дж., Пэннелл П. Клиническая химия в диагностике и лечении. М.: Медицина, 1988. С. 214–222.
6 Врожденные и приобретенные энзимопатии / Под ред. Ташева Т. М.: Медицина, 1980. С. 47–75.
7 Теппермен Дж., Теппермен Х. Физиология обмена веществ и эндокринной системы. М.: Мир, 1989. С. 492–524.
8 Бышевский А. Ш., Терсенов О. А. Биохимия для врача. Екатеринбург, 1994. С. 308–312.
Занятие 12
Контрольное по разделу "Биохимия углеводов"
Цель занятия: контроль усвоения вопросов пройденного раздела “Биохимия углеводов”.
Контрольные вопросы
1 Физиологическое значение углеводов.
2 Классификация углеводов. Моно-, ди-, гомополисахариды, гетерополисахариды.
3 Физиологическое значение гликозаминогликанов, гликопротеидов, протеогликанов.
4 Механизмы переваривания и всасывания углеводов. Понятие о пищеварительно-транспортном конвейере.
5 Нарушение переваривания и всасывания углеводов в ЖКТ. Мальабсорбция: причины, клинические проявления.
6 Механизмы транспорта глюкозы через мембрану. Роль Na+,K+-АТФ-азы.
7 Схема превращения галактозы и фруктозы в глюкозу.
8 Образование и использование глюкозо-6-фосфата. Схема углеводного обмена в организме. Роль инсулина.
9 Механизм синтеза и мобилизации гликогена, роль гормонов, цАМФ, ионов Ca++.
10 Схема передачи сигнала в клетку через аденилатциклазный комплекс и эстеразу фосфатидилинозитол-4,5-дифосфата (PIP2).
11 Анаэробное расщепление углеводов. Общая характеристика процессов гликолиза, гликогенолиза, спиртового брожения.
12 Гликолиз. Реакции. Классификация ферментов.
13 Киназные реакции гликолиза. Субстратное фосфорилирование. Механизм гликолитической оксидоредукции. Регуляция гликолиза.
14 Спиртовое брожение. Сходство и отличие с гликолизом. Реакция, ферменты.
15 Окислительное декарбоксилирование ПВК. Механизм, физиологическое значение. Витамин B1. Химическая природа. Физиологическое значение. Строение полиферментного комплекса пируват-ДГ.
16 Аэробное расщепление углеводов в ЦТК. Реакции, ферменты. Энергетический баланс аэробного окисления углеводов.
17 Пентозный цикл. Локализация, реакции, ферменты, физиологическое значение.
18 Глюконеогенез. Локализация, реакции, ферменты. Физиологическое значение ГНГ.
19 Субстратное обеспечение ГНГ. Цикл Кори. Глюкозо-аланиновый цикл. Гликогенные аминокислоты.
20 Субстратный гормональный и энергетический ГНГ.
21 Нормо-, гипо-, гипергликемия. Причины возникновения гипо- и гипергликемии. Клинические проявления.
22 Роль гомеостаза глюкозы в жизнедеятельности организма. Роль инсулина в тканевом метаболизме глюкозы.
23 Механизм срочной регуляции уровня глюкозы в крови. Роль ЦНС, гормонов, субстратов.
24 Постоянный механизм регуляции уровня глюкозы в крови. Роль межорганного обмена субстратами. Основные гормоны, субстраты. Особенности ГНГ в печени и почках.
25 Сахарный диабет 1-го типа. Причины его возникновения (механизм нарушений метаболизма, активация гликогенолиза, липолиза, протеолиза, ГНГ). Гиперосмолярность и другие проявления.
26 Основные клинические проявления диабета. Диагностика сахарного диабета, определение уровня глюкозы и кетоновых тел в крови и моче.
27 "Сахарные кривые". Техника построения. Интерпретация.
28 Гликогенозы. Основные типы. Клинические проявления.
29 Метаболизм этанола (этанол, окисляющие системы организма).
30 Механизмы токсического действия этанола на ткани и органы.
4 Биохимия липидов
Занятие 13
Классификация, биологические функции. Переваривание и всасывание. Обмен липопротеидов
Цель занятия: сформировать представления о строении, классификации основных липидов, их биологической функции, о молекулярных механизмах переваривания и всасывания липидов в желудочно-кишечном тракте. Изучить строение, химический состав, метаболизм и функциональную роль основных классов липопротеидов.