Тема: Гликолиз и глюконеогенез

ЗАНЯТИЕ № 13

Тема: ГЛИКОЛИЗ И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ

Обоснование темы:

Гликолиз - центральный путь катаболизма глюкозы. В анаэробных условиях – это единственный процесс в организме, поставляющий энергию. Изучение данной темы позволяет раскрыть значение гликолиза в условиях живого организма. Гликолиз тесно связан с анаболическим процессом глюконеогенезом, биологическая роль которого очень значима при недостатке поступления углеводов с пищей.

Цель занятия:

1.        Знать реакции гликолиза в анаэробных и аэробных условиях, гликогенолиза в мышцах, глюконеогенеза, регуляцию этих процессов и биологическую роль.

2.        Уметь определять глюкозу в сыворотке крови энзиматическим методом.

Необходимый исходный уровень:

Из курса биоорганической химии знать:

- формулы моно - и дисахаридов, строение полисахаридов

Основные понятия темы: гликолиз, гликогенолиз, глюконеогенез.

ВОПРОСЫ К ЗАНЯТИЮ

1.        Важнейшие пути превращения глюкозы в тканях в анаэробных и аэробных условиях. Роль глюкозо-6-фосфата в метаболизме глюкозы.

2.        Гликолиз, локализация, этапы, энергетический эффект в анаэробных и аэробных условиях.

3.        Реакции гликолиза, ферменты, метаболиты. Необратимые реакции гликолиза. Суммарные уравнения гликолиза.

4.        Судьба восстановленного НАДНН+, образовавшегося на стадии окисления 3-ФГА в анаэробных условиях. ПВК - временный акцептор электронов и протонов.

5.        Гликогенолиз в мышцах, ферменты, реакции, энергетический эффект. Сходство и отличие гликогенолиза и гликолиза.

6.        Судьба лактата в организме.  Глюкозо-лактатный цикл (цикл Кори). Значение его при длительной физической нагрузке.

7.        Глюконеогенез: понятие, основные субстраты, химизм обходных путей ГНГ. Суммарное уравнение. Биологическая роль.

8.        Регуляторные ферменты гликолиза и глюконеогенеза, их аллостерические эффекторы и гормоны, влияющие на эти процессы.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ПРАКТИЧЕСКОЙ ЧАСТИ ЗАНЯТИЯ (УИРС)

Лабораторная работа № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ КРОВИ ЭНЗИМАТИЧЕСКИМ КОЛОРИМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Принцип метода: 

При окислении б - Д-глюкозы кислородом воздуха под действием фермента глюкозооксидазы образуется эквимолярное количество перекиси водорода. Под действием пероксидазы перекись водорода окисляет хромогенные субстраты с образованием окрашенного продукта. Интенсивность окраски полученного раствора пропорциональна концентрации глюкозы в пробе.

ХОД РАБОТЫ

       Опытная проба        Калибровочная проба        Холостая проба

Рабочий раствор, мл

Сыворотка крови

Калибратор, мл

Вода дистил.        2,0

0,04

-

-        2,0

-

0,04

-        2,0

-

-

0,04

Реакционную смесь тщательно перемешивают и инкубируют 15 минут при 370С или в течение 25 минут при 18-250С. Через 5-10 минут после начала инкубации пробирки интенсивно встряхнуть. После окончания инкубации измеряют оптическую плотность опытной и калибровочной проб против холостой пробы в кювете с толщиной поглощаемого слоя 5 мм при длине волны 490-540 нм.

  Расчет концентрации глюкозы проводят по формуле: 

где Ео – оптическая плотность опытной пробы;

Ек – оптическая плотность калибровочной пробы;

10 - концентрация глюкозы в калибраторе (моль/л).

Результат:

Вывод:

Клинико-диагностическое значение: определение концентрации глюкозы в крови позволяет оценить состояние углеводного обмена, выявить возможные его нарушения (гипо,- гипергликемию), что позволит более точно диагностировать возможную патологию и своевременно провести ее коррекцию

ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЯ

I. Решить ситуационные задачи:

1.        У спортсмена (лыжника) после тренировки в крови обнаружили повышенную концентрацию лактата. Объясните механизм повышения лактата в крови, укажите органы, в которых происходит его образование и какова судьба лактата в организме?

2.        Оттекающий с кровью от скелетной мускулатуры лактат окисляется в сердечной мышце до СО2  и Н2О.  Почему лактат не окисляется в скелетной мышце?

3.        При исследовании активности ферментов углеводного обмена отмечалась высокая активность фосфоенолпируваткарбоксикиназы, фруктозо-1,6-дифосфатазы и глюкозо-6-фосфатазы в печени и почках. Что это за ферменты и почему именно в этих тканях?

4.        Одним из наиболее частых признаков токсического или инфекционного поражения печени является мышечная слабость, быстрая утомляемость. В крови таких больных обычно обнаруживается слегка повышенная концентрация лактата. Связаны ли указанные признаки с нарушением обмена углеводов и, если да, то с какими конкретно?

5.         При каком наследственном заболевании образуется гликоген с аномально длинными неветвящимися цепями, что обычно сопровождается прогрессирующим циррозом печени. Назовите причину данного заболевания.

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 человека. В 2 –х томах / Р. Марри и др. – М.: Мир, 1993.- 347 с.

2. Нильсон, Д. Основы биохимии Ленинджера. В трех томах. / Д. Нильсон, М  Кокс. – М.: Бином. Лабораторные знания, 2011. – т.1 – 682с.

3. Биохимия с упражнениями и задачами [Текст]: учебник / под ред. чл.- корр. РАН .- М.:ГЭОТАР - Медиа,2012.-622с.

4. Николаев, химия [Текст]: учеб. Для студентов мед. вузов/ . – 3-еизд., перераб. и доп. – М.: Медицинское информ. Агенство, 2997. – 568с.

5. Биохимия [Текст]: учебное руководство , , и др – М.: - Медицинская литература,2010.- 605с.

6. Уайт, А. Основы биохимии. В 3-х томах/А. Уайт. –М.: Мир, 1981.- 1877 с.