|
Учебные и воспитательные цели:
Общая цель занятия:
- знать основы метаболизма глюкозы в организме.
Частные цели занятия:
- иметь представление о методах определения глюкозы в крови;
- уметь определять уровень глюкозы в крови с помощью глюкометра One Touch ultra.
1. Входной контроль знаний:
1.1. Тесты.
1.2. Устный опрос.
2. Основные вопросы темы:
2.1. Общая схема источников и путей использования глюкозы в организме.
2.2. Аэробный распад – основной путь катаболизма глюкозы у человека. Физиологическое значение.
2.3. Анаэробный распад глюкозы. Биологическая роль. Эффект Пастера.
2.4. Глюконеогенез и его значение. Регуляция.
2.5. Взаимосвязь гликолиза в мышцах и глюконеогенеза в печени (цикл Кори).
3. Лабораторно-практическая работа:
3.1. Определение глюкозы в крови с помощью глюкометра One Touch ultra.
4. Выходной контроль
4.1. Ситуационные задачи.
5. Литература:
5.1. Материал лекций.
5.2. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М.: «Медицина», 2004г., с. 327-334, 338-353,
359-362.
2. Основные вопросы темы
Общая схема источников и путей использования глюкозы в организме
2.2. Аэробный распад – основной путь катаболизма глюкозы у человека. Физиологическое значение.
АЭРОБНЫЙ ГЛИКОЛИЗ – процесс окисления глюкозы до СО2 и Н2О, протекающий в присутствии кислорода. Все ферменты, катализирующие реакции находятся в цитозоле клетки.
Выделяют 2 этапа:
Подготовительный – глюкоза фосфорилируется и расщепляется на 2 молекулы фосфотриоз. Используются 2 молекулы АТФ.
Этап, сопряженный с синтезом АТФ. Фосфотриозы превращяются в ПВК, которая далее окисляется до СО2 и Н2О ( ЦТК). Таким образом, выход АТФ – 38 молекул.
Основное физиологическое значение – использование энергии, которая освобождается в этом процессе для синтеза АТФ. Метаболиты гликолиза используются для синтеза новых соединений (фр-6-фосфат и глицеральдегид-3-фосфат участвуют в образовании рибозо-5-фосфата – структурного компонента нуклеозидов; 3-фосфоглицерат включается в синтез аминокислот: серин, глицин, цистеин). Являются субстратами для НАД-зависимых дегидрогеназ дых. цепи (глицеральдегид -3-фосфат, пируват, изоцитрат, α-кетоглутарат, малат). В печени и жировой ткани ацетил-КоА, образующийся из ПВК, используется как субстрат при биосинтезе жирных кислот, холестерина.
В1 недостаточность – известно что это водорастворимый витамин – тиамин – антиневритный, входит в состав как минимум 3 ферментов. Например, в виде ТДФ участвует в пируватдегидрогеназном комплексе (окисление ПВК до ацетил КоА). При его отсутствии из ацетил-КоА, в частности не образуется ацетилхолин, вследствии чего, возникают полиневриты, в основе которых лежат дегенеративные изменения нервов, затем паралич (Бери-бери), нарушения со стороны сердечно-сосудистой деятельности – нарушения ритма сердца, увеличения его размеров, боли, со стороны ЖКТ – снижение кислотности, потеря аппетита, атония кишечника.
2.3. Анаэробный распад глюкозы. Биологическая роль. Эффект Пастера.
АНАЭРОБНЫЙ ГЛИКОЛИЗ – процесс расщепления глюкозы с образованием конечного продукта лактата. Он протекает без использования кислорода и поэтому не зависит от работы митохондриальной дыхательной цепи. АТФ образуется за счет субстратного фосфорилирования (2 АТФ). Протекает в мышцах, в первые минуты мышечной работы, в эритроцитах (в которых отсутствуют митохондрии), а также в разных органах в условиях ограниченного снабжения их кислородом, в том числе в опухолевых клетках. Этот процесс служит показателем повышенной скорости деления клеток при недостаточной обеспеченности их системой кровеносных сосудов.
Сходство анаэробного и аэробного гликолиза заключается в том, что до стадии образования ПВК эти процессы протекают одинаково при участии тех же ферментов.
СН3 ЛДГ СН3
Г люкоза С=О 2 Н-С-ОН
СООН СООН
ПВК 2 НАДН2 2НАД лактат
Энергетический баланс анаэробного окисления глюкозы: образование 2 АТФ.
Основное физиологическое значение – использование энергии, которая освобождается в этом процессе для синтеза АТФ. Метаболиты гликолиза используются для синтеза новых соединений (фр-6-фосфат и глицеральдегид-3-фосфат участвуют в образовании рибозо-5-фосфата – структурного компонента нуклеозидов; 3-фосфоглицерат включается в синтез аминокислот: серин, глицин, цистеин).
ЭФФЕКТ ПАСТЕРА. Заключается в угнетении дыханием (О2) анаэробного гликолиза, т.е. происходит переключение с аэробного гликолиза на анаэробное окисление. Если ткани снабжены О2, то 2НАДН2, образовавшийся в процессе центральной реакции оксидоредукции, окислится в дыхательной цепи, поэтому ПВК не превращается в лактат, а в ацетил-КоА, который вовлекается в ЦТК.
2.3. Глюконеогенез и его значение.
Это процесс синтеза глюкозы из веществ неуглеводной природы. Процесс протекает в печени и менее интенсивно в корковом веществе почек, а также в слизистой кишечника. Эти ткани могут обеспечивать синтез 80-100 г глюкозы в сутки.
Первичные субстраты – лактат, аминокислоты, глицерол. Их включение в глюконеогенез зависит от физиологического состояния организма:
лактат – постоянно;
глицерол – высвобождается при гидролизе жиров в период голодания или при длительной физической нагрузке;
аминокислоты – образуются в результате распада мышечных белков и включаются в глюконеогенез при длительном голодании или продолжительной мышечной работе.
Если гликолиз протекает в цитозоле, а часть реакций глюконеогенеза происходит в митохондриях. Процесс идет обратно анаэробному гликолизу за исключением 3-х необратимых реакций:
Пируваткиназная – образование фосфоенолпирувата из ПВК происходит в ходе 2-х реакций, первая из кот. протекает в митохондриях. ПВК транспортируется в матрикс митохондрий и там карбоксилируется с образованием оксалацетата (ЩУК). Фермент-пируваткарбоксилаза, коферментом которым является биотин. Реакция протекает с использование АТФ. Затем оксалацетат (в цитозоле) превращается в фосфоенолпируват входе реакции, катализируемой фосфоенолпируваткарбоксилазой – ГТФ-зависимым ферментом ( -СО2, ГТФ → ГДФ).
Фосфофруктокиназная: ФР-1,6-дифосфат →Фр-6-фосфат под действием фермента фруктозо-1,6-бифосфатаза.
Гексокиназная: Гл-6-фосфат→ Глюкоза под действием фермента Гл-6-фосфатазы.
ЗНАЧЕНИЕ – поддержание уровня глюкозы в крови в период длительного голодания и интенсивных физических нагрузок.
РЕГУЛЯЦИЯ: инсулин – тормозит синтез ферментов; глюкокортикоиды – индуцируют синтез ферментов; СТГ – повышает активность ферментов глюконеогенеза.
2.4. Взаимосвязь гликолиза в мышцах и глюконеогенеза в печени (цикл Кори).
ЦИКЛ КОРИ.
(взаимосвязь гликолиза в мышцах и глюконеогенеза в печени).
Схема:
ЗНАЧЕНИЕ:
Регуляция постоянного уровня глюкозы в крови.
Обеспечивает утилизацию лактата.
Предотвращает накопление лактата (снижение рН - лактоацидоз).
Экономичное использование углеводов организмом.
Регуляция обмена углеводов осуществляется на уровне тканей – кровь, печень, мышцы.
Do'stlaringiz bilan baham: |
