МОДУЛЬ 3 «ОБМЕН И ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ»
Обоснование модуля:
В организме человека углеводы играют важную роль и выполняют разнообразные функции:
1. Они служат источником энергии, обеспечивая до 50% суточной энергопотребности организма
2. Являются пластическим материалом клеток
3. Используются в качестве исходных продуктов для синтеза липидов, белков, нуклеиновых кислот.
Суточная потребность в углеводах 400-600 г. Углеводы, поступающие в организм, подвергаются перевариванию в желудочно-кишечном тракте и всасываются в кровь в виде моносахаридов. Особая роль в рационе питания человека принадлежит клетчатке.
К заболеваниям, связанным с патологией углеводного обмена, относятся сахарный диабет, гликогенозы, мукополисахаридозы, галактоземии, фруктоземии, наследственная непереносимость углеводов.
Будущему врачу – стоматологу необходимо знать обмен углеводов, так как основу многих заболеваний полости рта (гингивитов, пародонтитов), а также кариеса зубов, составляют нарушения метаболизма углеводов, приводящие к накоплению молочной кислоты, снижению буферной емкости слюны и деминерализации эмали зуба.
Знать:
1. - строение основных углеводов пищи, а также суточную норму углеводов в питании взрослых;
2. - причины и клинические проявления нарушений переваривания лактозы и других дисахаридов;
3. - этапы синтеза гликогена и особенности мобилизации гликогена в печени и мышцах,
4. - механизмы влияния инсулина, глюкагона и адреналина на обмен гликогена в печени и мышцах, особенности гормональной регуляции обмена гликогена;
5. - причины и клинические проявления гликогенозов;
6. - основные этапы и последовательность реакций аэробного и анаэробного катаболизма глюкозы, значение анаэробного гликолиза;
7. - энергетический эффект аэробного и анаэробного катаболизма глюкозы, способы синтеза АТФ, механизмы регуляции процесса;
8. - окислительный и неокислительный этапы пентозофосфатного пути превращения глюкозы;
9. - основные этапы глюконеогенеза, пути включения в глюконеогенез лактата, аминокислот и глицерола в зависимости от физиологического состояния организма;
10. - регуляцию гликолиза и глюконеогенеза в печени.
Уметь:
1. - объяснять роль углеводов в метаболизме;
2. - объяснять клинические проявления нарушений переваривания и всасывания углеводов у взрослых для понимания патогенеза ряда заболеваний желудочно-кишечного тракта;
3. - оценивать значение синтеза и распада гликогена для поддержания гомеостаза глюкозы;
4. - объяснять молекулярные механизмы нарушений обмена гликогена;
5. - оценивать значение аэробного и анаэробного катаболизма глюкозы в разных физиологических состояниях организма;
6. - анализировать особенности катаболизма глюкозы в разных тканях, причины и последствия нарушений этого процесса;
7. - оценивать значение пентозофосфатного пути превращения глюкозы в организме;
8. - интерпретировать связь переключения процессов синтеза и распада глюкозы с ритмом питания и физической нагрузкой;
9. - объяснять причины гипергликемии и гипогликемии;
10. - решать ситуационные задачи по данному модулю;
11. - интерпретировать результаты биохимических исследований глюкозы в крови;
12. - оценивать данные биохимического анализа показателей углеводного обмена в крови для характеристики нормы и признаков болезни.
Владеть:
1. - навыками проведения качественных реакций на обнаружение глюкозы в моче;
2. - методикой количественного определения концентрации глюкозы в крови,
3. экспресс - методом определения содержания глюкозы в моче.
ЗАНЯТИЕ № 12
Тема: ОБМЕН И ФУНКЦИИ УГЛЕВОДОВ.
ГЛЮКОЗА КРОВИ И ЕЕ РЕГУЛЯЦИЯ
Обоснование темы.
Знание процессов пищеварения углеводов в желудочно – кишечном тракте, понимание важной роли печени в обмене углеводов, в регуляции уровня глюкозы крови будет иметь большое значение в становление клинического мышления врачей.
Цель занятия:
1. Изучить и знать физиологическую роль, переваривание и всасывание углеводов пищи, наследственную непереносимость углеводов.
2. Изучить и знать синтез и распад гликогена, регуляцию обмена гликогена, особенности обмена гликогена в печени и мышцах. Гликогенозы.
3. Знать понятие и причины глюкозурии, уметь определять глюкозу в биологических жидкостях количественно и качественно.
Необходимый исходный уровень
Из курса биоорганической химии студент должен знать:
- классификацию и химическое строение углеводов,
- важнейшие свойства углеводов, лежащие в основе их качественного определения.
Основные понятия темы: переваривание углеводов в желудочно – кишечном тракте, гликогенолиз, гликогеногенез в печени, глюкостатическая функция печени, глюкоза крови, гипо - и гипергликемия, глюкозурия.
ВОПРОСЫ К ЗАНЯТИЮ
1. Структура основных представителей моно -, ди-, полисахаридов (рибоза, глюкоза, фруктоза, галактоза, мальтоза, лактоза, сахароза, крахмал, гликоген, целлюлоза), их биологическая роль.
2. Пищевые источники, потребность, физиологическая роль углеводов.
3. Этапы обмена углеводов.
4. Общая схема источников и путей использования глюкозы в организме. Глюкоза крови.
5. Гликоген как резервный полисахарид. Глюкостатическая функция печени.
а) реакции синтеза гликогена в печени (гликогеногенез)
б) распад гликогена в печени до свободной глюкозы фосфоролитическим путем.
6. Регуляция глюкозы крови. Роль гормонов адреналина, глюкагона, инсулина.
7. Гипо - и гипергликемии. Виды и причины.
8. Глюкозурия. Виды и причины. Понятие о почечном пороге для глюкозы крови.
9. Качественные реакции на глюкозу (реакции Фелинга и Ниландера).
10. Количественное определение глюкозы с помощью диагностической тест полоски «Глюкотест» или «Глюкофан».
11. Биохимические основы наследственных нарушений переваривания углеводов и обмена гликогена (непереносимость лактозы, сахарозы, гликогенозы, агликогенозы).
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ
К ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЗАНЯТИЯ (УИРС)
Лабораторная работа № 1.
Качественные реакции на глюкозу в моче
Проба Фелинга
Принцип метода:
Реакция основана на способности глюкозы восстанавливать при нагревании в щелочной среде Сu(OH)2 голубого в СuOH желтого цвета и Сu2O красного цвета.
ХОД РАБОТЫ
К 1 мл исследуемого раствора (мочи, слюны) приливают 0,5 мл реактива Фелинга, нагревают пробирку до кипячения и кипятят 1 мин. В случае положительной реакции на глюкозу наблюдается красное окрашивание вследствие образования оксида меди (Сu2O).
Проба Ниландера
Принцип метода:
Реакция основана на способности глюкозы восстанавливать при нагревании в щелочной среде бесцветный Bi(OH)3 в свободный Bi ¯ черного цвета.
ХОД РАБОТЫ
К 1 мл исследуемого раствора (мочи, слюны) приливают 0,5 мл реактива Ниландера, нагревают пробирку до кипения и кипятят 1 минуту, в случае положительной реакции на глюкозу наблюдается выпадение черного осадка, вследствие образования свободного Bi.
Оформление работ
Результаты оформляются в виде таблицы
Реакции Исследуемый материал Результат
Фелинга Задача №
Задача №
Ниландера Задача №
Задача №
Вывод:
Лабораторная работа № 2.
Количественное определение глюкозы в моче с помощью
экспресс – метода «Глюкотест», «Глюкофан»
Принцип метода:
На реактивной бумаге «Глюкотест» или «Глюкофан» имеется поперечная полоса светло-желтого цвета, пропитанная растворами ферментов – глюкозоксидазы, пероксидазы и красителем. Глюкоза с помощью глюкооксидазы окисляется кислородом воздуха до глюконовой кислоты с образованием пероксида водорода. Пероксид водорода в присутствии пероксидазы окисляет краситель, превращая его в окрашенное соединение. Интенсивность окраски пропорциональна содержанию глюкозы и сравнивается с цветной шкалой из набора. Количество глюкозы выражают в мг/дл или ммоль/л.
ХОД РАБОТЫ
Полоску бумаги «Глюкотест» погружают в исследуемую жидкость, затем подсушивают на воздухе, через 1-2 минуты сравнивают окраску с цветной шкалой. Метод позволяет определить содержание глюкозы в пределах 0,055-1,11ммоль/л.
Результат:
Вывод:
Клинико – диагностическое определение глюкозы в моче. Стойкое повышение глюкозы в моче наблюдается при сахарном диабете, при поражении почек, при отравлении эфиром, хлороформом.
ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ
I. Повторить строение моно - ди - и полисахаридов
II. Повторить химизм реакций Фелинга и Ниландера
III. Составить схему путей поступления и путей использования глюкозы в клетке
VI. Решить следующие ситуационные задачи:
1. При обследовании пациента в крови обнаружено 9,5 ммоль/л глюкозы. Каковы возможные причины гипергликемии?
2. На экзамене у студента содержание глюкозы в крови оказалось равным 7,2 ммоль/л. Имеются ли отклонения от нормы? Механизм?
3. Углеводы в рационе студента дают при окислении 1600 ккал. Достаточно ли он получает углеводов?
V. Повторить понятие о гормонах, мембранно-внутриклеточном механизме действия и роли вторичных посредников: цАМФ, ДАГ, ИФ-3, Са++ в регуляции обмена углеводов.
ОСНОВНАЯ УЧЕБНАЯ ЛИТЕРАТУРА:
1. Биохимия с упражнениями и задачами [Текст]: учебник/ под ред. чл.- корр. РАН .- М.:ГЭОТАР - Медиа, 2008.-380с.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Биохимия [Текст]: учебное руководство , , и др – М.: - Медицинская литература,2010.- 605с.
2. Биохимия с упражнениями и задачами [Текст]: учебник/ под ред. чл.- корр. РАН .- М.:ГЭОТАР - Медиа, 2012.-622с.
3. Биохимия человека. В 2 –х томах / Р. Марри и др. – М.: Мир, 1993.- 347 с.
4. Николаев, химия [Текст]:учеб. Для студентов мед. вузов/. – 3-еизд., перераб. И доп. – М.: Медицинское информ. Агенство, 2997. – 568с.
5. Нильсон, Д. Основы биохимии Ленинджера. В трех томах. / Д. Нильсон, М Кокс. – М.: Бином. Лабораторные знания, 2011. – т.1 – 682с.
6. Уайт, А. Основы биохимии. В 3-х томах/А. Уайт. – М.: Мир, 1981.- 1877 с.
