Обнаружение гликогена в печени.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 10Следующая ⇒

Принцип метода. Гликоген представляет собой белый порошок, хорошо растворяющийся в воде с образованием коллоидного раствора. Гликоген, подобно белкам, обладает резко выраженными гидрофильными свойствами, поэтому его можно легко осадить из растворов при высаливании солями щелочных и щелочно-земельных металлов, солями тяжелых металлов, спиртом. В печени человека при нормальном питании запасается 80-120 г гликогена. При голодании в течении суток почти весь запас гликогена расходуется и его не удается обнаружить обычными качественными реакциями. Метод основан на том, что гликоген хорошо растворим в воде и достаточно устойчив в слабокислой среде. Поэтому метод выделения гликогена сводится к механическому разрушению ткани и экстракции гликогена 5%-ным раствором ТХУ. Основная масса белков при процедуре денатурирует и их легко удалить из раствора фильтрованием.

Ход определения. 1. В опыте используют печень сытого и голодавшего животных. Печень забитых животных быстро извлекают, разрезают на тонкие пласты и немедленно опускают в стаканы с кипящим физиологическим раствором для инактивации фермента фосфорилазы гликогена, очень активно разрушающего гликоген. Через 10-15 минут печень извлекают из раствора. Дальнейшее исследование печени сытого и голодавшего животного проводится параллельно.

2. Отвешивают на весах 0, 5 г печени, помещают в ступку, заливают 3 мл 5%-ного раствора ТХУ и растирают пестиком в течение 10 мин. Затем к экстракту прибавляют 3 мл дистиллированной воды, суспензию перемешивают и фильтруют через смоченный водой бумажный фильтр в чистую пробирку.

3. С полученными фильтратами выполняют качественные реакции на гликоген

а) В одну пробирку наливают 1 мл дистиллированной воды, во вторую и третью пробирку – по 1 мл фильтратов. После этого в каждую пробирку добавляют по 1-2 капли раствора Люголя и сравнивают окраску.

б) В три пробирки наливают по 10 капель фильтрата, полученного из печени сытого животного, и проделывают реакции осаждения. Для этого в первую пробирку приливают 10 капель этилового спирта, во вторую – 10 капель 10%-ного раствора ацетата свинца, в третью насыпают порошок сульфата аммония до полного насыщения (т.е. до тех пор, пока на дне пробирки останутся не растворяющиеся кристаллы соли). Наблюдают: выпадает ли осадок

Оформление работы. Внесите результаты в таблицу: сравните результаты, полученные с печенью сытого и голодавшего животного.

Форма записи

Препарат	Реактивы
спирт	раствор ацетата свинца	сульфат аммония
Печень сытого животного Печень голодавшего животного Выводы

Тема 2.5. Регуляция и патология углеводного обмена.

План изучения темы

1. Регуляция глюконеогенеза энергетическим потенциалом клетки.

2. Аллостерическая регуляция общего пути катаболизма.

3. Гормональная регуляция углеводного обмена.

4. Сахарный диабет (причины возникновения, механизм, последствия)

5. Нарушения углеводного обмена в эритроцитах.

6. Особенности обмена углеводов в опухолевых клетках.

Вопросы для самоконтроля.

1. Концентрация глюкозы в крови здорового человека.

2. Нарисуйте схему, иллюстрирующую основные пути метаболизма глюкозы в организме.

3. Назовите ключевые ферменты гликолиза.

4. Нарисуйте схему гликолиза.

5. Укажите 3 субстратных цикла в процессе гликолиза.

6. Назовите регуляторный фермент I субстратного цикла.

7. Назовите метаболиты, регулирующие активность гексоикиназы в I субстратном цикле.

8. Назовите регуляторный фермент II субстратного цикла.

9. Укажите роль фруктозо-2, 6-бифосфата в регуляции II субстратного цикла.

10. Назовите реакцию в результате которой образуется фруктозо-2, 6-бифосфата.

11. Назовите фермент, катализирующий реакцию образования фруктозо-2, 6-бифосфата.

12. Охарактеризуйте роль бифункционального фермента (БИФ).

13. Назовите 2 вида активности, характерные для БИФ.

14. Назовите фермент гликолиза, который фруктозо-2, 6-бифосфат активирует.

15. Назовите фермент глюконеогенеза, который фруктозо-2, 6-бифосфат ингибирует.

16. Назовите регуляторный фермент III субстратного цикла.

17. Назовите метаболит гликолиза, который аллостерически активирует фосфофруктокиназу.

18. Нарисуйте схему цикла трикарбоновых кислот.

19. Назовите 3 регуляторных фермента общего пути катаболизма (ОПК).

20. Назовите основной метаболит, регулирующий активность ПДК, цитратсинтазы, изоцитратдегидрогеназы, α -кетоглутаратдегидрогеназного комплекса.

21. Назовите 3 метаболита, активирующие пируватдегидрогензный комплекс.

22. Назовите 4 метаболита, ингибирующие ПДК.

23. Назовите 3 метаболита, регулирующие активность цитратсинтазы.

24. Назовите 3 метаболита, регулирующие активность изоцитратдегидрогеназы и α -кетоглутаратдегидрогеназного комплекса.

25. Что такое гипогликемия и гипергликемия?

26. Перечислите наиболее частые причины гипогликемии и гипергликемии.

27. Какие последствия для организма имеет гипогликемия и гипергликемия?

28. Что такое глюкозурия?

29. Назовите гормон гипогликемического действия.

30. Назовите гормоны гиперглическиеского действия.

31. Назовите ферменты углеводного обмена, активность (или биосинтез), которых увеличивается под влиянием глюкокортикоидов.

32. Каков механизм действия адреналина и глюкагона на обмен углеводов?

33. Как изменяется активность (или биосинтез) ферментов углеводного обмена под действие АКТГ и СТГ?

34. Нарисуйте схему гормональной регуляции углеводного обмена. Укажите точки приложения действия гормонов.

35. Нарисуйте схему глюкозо-аланинового и глюкозо-лактатного циклов. Каково значение этих циклов для организма?

36. Влияние инсулина на проницаемость мембран клеток печени, мышц, мозга и жировой ткани для глюкозы.

37. Недостаток какого гормона вызывает развитие сахарного диабета?

38. Клинические симптомы сахарного диабета.

39. Перечислите основные лабораторные признаки сахарного диабета.

40. Как изменяется при сахарном диабете активность гексокиназы и глюкозо-6-фосфатазы?

41. Как изменяется при сахарном диабете активность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы?

42. Как изменяется при сахарном диабете активность цитратсинтазы?

43. Как изменяется при сахарном диабете скорость синтеза и распада гликогена в мышцах и печени?

44. Как изменяется интенсивность глюконеогенеза при сахарном диабете?

45. Особенности сахарного диабета пожилых.

46. Что такое гликогенозы? Назовите причины их возникновения.

47. Какие виды гликогенозов известны?

48. Назовите ферменты, дефекты которых вызывают развитие гликогенозов.

49. Назовите клинические симптомы и лабораторные признаки гликогенозов.

50. Особенности обмена углеводов в опухолевых клетках.

51. Что такое «принудительный» глюконеогенез?

52. Почему больные со злокачественными новообразованиями погибают от кахексии?

53. Как и в какой последовательности изменится секреция инсулина, адреналина, глюкокортикоидов, соматотропного и адренокортикотропного гормонов при снижении концентрации глюкозы в крови?

54. Как и в какой последовательности изменится секреция инсулина, адреналина, глюкокортикоидов, соматотропного и адренокортикотропного гормонов при повышении концентрации глюкозы в крови?

55. Роль печени в углеводном обмене.

56. Объясните механизм мобилизации гликогена печени во время длительной напряженной физической работы.

57. Механизм развития полиурии у больных сахарным диабетом.

58. Какие из возможных путей превращения глюкозы-6-фосфата тормозятся и какие ускоряются при сахарном диабете? Объясните причину этих изменений.

59. Как можно выявить скрытые формы сахарного диабета?

60. Дефект какого фермента приводит к развитию гемолитической анемии?

61. Механизм развития гемолитической анемии.

62. Перечислите ферменты эритроцитов, участвующих в обезвреживании активных форм кислорода.

Задания, обязательные для выполнения в процессе самоподготовки

1. Нарисуйте схему метаболизма глюкозы в организме.

2. Нарисуйте схему регуляции гликолиза энергетическим потенциалом клетки в скелетных мышцах.

3. Нарисуйте схему регуляции аэробного гликолиза и глюконеогенеза в печени энергетическим потенциалом клетки.

4. Нарисуйте схему, иллюстрирующую основные изменения метаболизма при сахарном диабете.

Примеры тестовых заданий

1. Инсулин оказывает активирующее влияние на

1. Гексокиназу

2. Фосфофруктокиназу

3. Альдолазу

4. Глюкозо-6-фосфатазу

5. Фосфорилазу

2. Активаторами фосфофруктокиназы являются

1. АТФ

2. Цитрат

3. АМФ

4. Фруктозо-1, 6-дифосфат

5. НАД

3. Какой из перечисленных ферментов гликолиза обеспечивает способность печени регулировать содержание глюкозы в крови?

1. Альдолазу

2. Глюкокиназа

3. Пируваткиназа

4. Гексокиназа

4. Перечислите ферменты углеводного обмена, которые активируются глюкокортикоидами

1. Пируваткарбоксилаза

2. 6-фосфоглюконатдегидрогеназа

3. ФЕП-карбоксикиназа

4. Пируваткиназа

5. Фруктозо-1, 6-бисфосфатаза

6. Глюкозо-6-фосфатаза

5. Назовите гормоны, не вызывающие гипогликемический эффект

1. Адреналин

2. АКТГ

3. Инсулин

4. Глюкокортикоиды

6. Состояние гипогликемии увеличивает секрецию 1 [ ], 2[ ] и 3[ ].

1. Инсулина

2. Глюкокортикоидов

3. Адреналина

4. Глюкагона

5. СТГ

7. При злокачественных новообразованиях увеличиваются процессы 1[ ] и 2[ ]

1. Пентозофосфатный пути окисления глюкозы

2. Синтеза гликогена

3. Глюконеогенеза

4. Аэробный гликолиза

5. Анаэробного гликолиза

8. Укажите соответствие

Фермент	Ингибитор
1. Гексокиназа	а. АДФ
2. Фосфофруктокиназа	б. АТФ
	в. Глюкозо-6-фосфат
	г. Цитрат

9. Дефицит инсулина приводит к гипергликемии в результате

1. Повышения проницаемости мембран

2. Снижения проницаемости мембран

3. Торможения гликогенеза

4. Торможения глюконеогенеза

5. Торможения цикла Кребса

10. Накопление кетоновых тел при сахарном диабете связано с

1. Дефицитом глюкозы в тканях

2. Усиленным протеолизом белков

3. Активацией глюконеогенеза

4. Усиленным кетогенезом

5. Несбалансированностью кетогенеза и реализации кетоновых тел.

Примеры ситуационных задач

Задача №1

При добавлении АТФ к гомогенату мышечной ткани снизилась скорость гликолиза. Концентрация глюкозо-6-фосфата и фруктозо-6-фосфата увеличилась, а концентрация всех других метаболитов при этом снизилась. Укажите фермент, активность которого снижается при добавлении АТФ.

Для обоснования ответа вспомните:

1. Что такое гликолиз?

2. Почему при добавлении АТФ увеличивается концентрация глюкозо-6-фосфата и фруктозо-6-фосфата?

3. Почему снижается концентрация остальных метаболитов?

Задача №2

Ребенку в лаборатории определяли содержание глюкозы в крови. Перед этим он плакал. Анализ показал повышенное содержание глюкозы. Можно ли утверждать, что у ребенка сахарный диабет?

Для обоснования ответа вспомните:

1. Какие гормоны регулируют уровень глюкозы в крови?

2. Что такое сахарный диабет?

Задача №3

Два студента пришли сдавать кровь «на сахар» в поликлинику. Когда результаты анализов были готовы, выяснилось, что у первого студента концентрация глюкозы составляет 90 мг/дл, а у второго — 130 мг/дл. При обсуждении полученных показателей выяснилось, что второй студент утром выпил сладкий чай. Сделайте заключение о результатах анализов.

Для обоснования ответа вспомните:

1. Чем обусловлена рекомендация, что количественное определение глюкозы в биохимических лабораториях проводят строго натощак?

2. Какова концентрация глюкозы в крови в норме и в абсорбтивный период?

3. Есть ли разница в содержании глюкозы в крови, взятой из вены или из капилляров пальца больного?

Задача №4

При опухоли β – клеток островков Лангорганса поджелудочной железы у больной наблюдается сверхутилизация глюкозы клетками тканей, что сопровождается развитием гипогликемического состояния. Какие процессы в печени активирует этот гормон?

Для обоснования ответа вспомните:

1. Гиперсекреция какого гормона вызывает гипогликемическое состояние. Объясните механизм его действия на клетки-мишени.

2. Напишите схемы процессов, скорость которых регулирует этот гормон в печени.

Лабораторная работа

*Количественное определение пировиноградной кислоты в моче

Принцип метода. ПВК является промежуточным продуктом распада углеводов в организме. Она содержится во всех органах и тканях. Содержание ПВК в крови и моче возрастает при сахарном диабете, сердечной недостаточности, гиперфункции гипофизарно-адреналовой системы, токсикозах, при введении некоторых лекарственных средств, а также при недостаточности тиамина. Пировиноградная кислота, взаимодействует с 2, 4-динитрофенилгидразином (2, 4 ДНФГ), в щелочной среде образует 2, 4-динитрофенилгидразоны пировиноградной кислоты жёлто-оранжевого цвета, интенсивность окраски которых пропорциональна концентрации пировиноградной кислоты.

Реакция протекает по уравнению:

ПВК 2, 4-ДНФ-гидразин 2, 4-ДНФ-гидразин

пировиноградной кислоты

Ход определения.

№	Реактивы и этапы	Опыт	Контроль
	Моча, мл		–
	Н₂О	–
	Спиртовой раствор КОН(2, 5%-ный), мл
	Перемешивают в течение 1 мин
	2, 4-ДНФГ(0, 1%-ный раствор в 2 МHCl), мл	0, 5	0, 5
	Инкубируют 15 мин при комнатной температуре
	Фотометрируют против Н₂О(λ =490нм, толщина кюветы 0, 5 см). D₄₉₀
	D_оп–D_к

Строят калибровочный график зависимости D₄₉₀ от содержания ПВК по следующим данным

ПВК, мкг	D_оп–D_к
	0, 08
	0, 14
	0, 29
	0, 45
	0, 60
	0, 78

Расчёты. Содержание ПВК в суточной моче (на диурез 1500 мл) рассчитывают по формуле:

Для пересчета содержания ПВК (мг) в единицы количества вещества (мкмоль) надо умножить соответствующие величины на 11, 4(коэффициент пересчета). Норма: 10-25 мг/сут, или 114-284 мкмоль/сут.

*Реакция организма на сахарную нагрузку

Принцип метода. У здорового человека однократный приём 50- 100г глюкозы вызывает временное повышение её содержания в крови - пищевую, или алиментарную, гипергликемию. Эта гипергликемия обусловлена тем, что при поступлении сразу большого количества глюкозы печень не успевает утилизировать её полностью и часть глюкозы поступает в кровь. Повышение содержания глюкозы в крови приводит к выделению инсулина, который нормализует её содержание в крови уже через 1.5-2ч. Обычно выделяется избыточное количество инсулина, и уровень глюкозы опускается даже ниже нормы. При инсулиновой недостаточности содержание глюкозы в крови после нагрузки достигает значительно больших величин и сохраняется значительно дольше.

0 30 60 90 120 150 Время, мин

Диабет Нарушение толерантности к глюкозе Норма

Ход определения. Предварительно у взрослого пациента берут кровь натощак. Затем он принимает внутрь 75г глюкозы, растворённой в 250-300 мл воды. Через 30, 60, 90, 120 и 150 мин после приёма глюкозы определяют её содержание в крови и полученные результаты изображают в виде кривой, где на абсциссе откладывают время взятия крови в минутах, а на оси координат - количество глюкозы, выраженное в моль/л. Такие графики традиционно называются «сахарными кривыми».

На основании приведенных ниже данных (см. таблицу) предлагается построить сахарные кривые, сравнить их между собой и сделать вывод об инсулиновом статусе пациентов А, Б и В. Согласно критериям Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) концентрация глюкозы 7, 8-10, 0ммоль/л^-1в капиллярной крови через 2ч после нагрузки глюкозой свидетельствует о нарушении толерантности к глюкозе, а выше 11, 1ммоль/ л^-1 о сахарном диабете.

Время взятия крови после приёма глюкозы, мин	Концентрация глюкозы, моль/л^-1
Пациент А	Пациент Б	Пациент В
	5, 9	4, 5	8, 0
	7, 0	7, 0	11, 5
	9, 2	7, 5	11, 8
	9, 0	5, 5	11, 5
	8, 0	5, 5	11, 0
	7, 0	5, 0	11, 0

ВОПРОСЫ К ИТОГОВОМУ ЗАНЯТИЮ.

«БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОКИСЛЕНИЕ. ОБМЕН УГЛЕВОДОВ».

1. Дайте определение понятию «биологическое окисление». Виды биологического окисления, принципиальные различия, по которым отличают биологическое окисление от горения.

2. Дыхательная цепь. Структура. Назовите конечные продукты тканевого дыхания.

3. Чем обусловлена и как реализуется в клетке строгая последовательность переноса электронов и протонов по дыхательной цепи?

4. Окислительное фосфорилирование, определение. Механизм сопряжения окисления с фосфорилированием.

5. Механизм действия разобщителей тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, назовите вещества, являющиеся разобщителями.

6. Напишите этапы гликолиза до образования двух фосфотриоз (в формулах) и назовите ферменты, участвующие в процессе.

7. Напишите превращение фосфоглицеринового альдегида в анаэробных условиях (в формулах).

8. Напишите превращение фосфоглицеринового альдегида в аэробных условиях (в формулах).

9. Напишите реакции лимитирующие скорость гликолиза.

10. Назовите ферменты, осуществляющие необратимые этапы гликолиза.

11. Напишите окисление цитоплазматического НАДН в глицерофосфатном челночном механизме (в формулах).

12. Напишите окисление цитоплазматического НАДН в малат-аспартатном челночном механизме (схема).

13. Сколько АТФ выделяется в процессе анаэробного гликолиза?

14. Сколько молей АТФ выделяется в процессе аэробного окисления глюкозы, если работает глицерофосфатный челнок?

15. Сколько молей АТФ выделяется в процессе аэробного окисления глюкозы, если работает малат-аспартатный челнок?

16. Сколько молей АТФ выделяется в реакции окислительного декарбоксилирования пирувата?

17. Напишите этапы цикла Кребса, где превращаются трикарбоновые кислоты.

18. Напишите этапы цикла Кребса, где превращаются дикарбоновые кислоты.

19. Напишите этапы цикла Кребса, в которых участвуют НАД-зависимые дегидрогеназы.

20. Напишите этап цикла Кребса, протекающий при участии ФАД-зависимой дегидрогензы.

21. Напишите этап цикла Кребса, где протекает субстратноефосфорилирование.

22. Сколько моль АТФ выделяется в цикле Кребса в результате субстратного фосфорилирования?

23. Сколько моль АТФ выделяется в цикле Кребса в процессе окислительного фосфорилирования?

24. Сколько моль АТФ выделяется при окислении в цикле Кребса 1 моль ацетил-КоА?

25. Сколько моль АТФ выделяется при полном окислении глюкозы?

26. Напишите этапы пентозофосфатного пути окисления глюкозы.

27. Назовите три основных значения пентозофосфатного пути окисления глюкозы.

28. Напишите схему синтеза гликогена.

29. Напишите схему распада гликогена.

30. Дайте определение процессу глюконеогенеза. Назовите метаболиты, служащие источником для синтеза глюкозы.

31. Назовите фермент, катализирующий превращение пирувата в оксалоацетат.

32. Назовите фермент, катализирующий превращение оксалоацетата в фосфоенолпируват.

33. Назовите фермент, катализирующий превращение фруктозо-1, 6-дифосфата во фруктозо-6-фосфат.

34. Назовите фермент, катализирующий превращение глюкозо-6-фосфата в глюкозу.

35. Напишите процесс образования глюкозы из оксалоацетата.

36. Напишите процесс образования глюкозы из лактата.

37. Напишите процесс образования глюкозы из пирувата.

38. Напишите процесс образования глюкозы из малата.

39. Напишите процесс образования глюкозы из сукцината.

40. Назовите метаболит, ингибирующий активность гексокиназы.

41. Назовите метаболиты, ингибирующие активность фосфофруктокиназы.

42. Назовите метаболиты, ингибирующие активность пируваткиназы.

43. Назовите этап гликолиза, скорость которого регулируется цитратом, АТФ.

44. Назовите этапы цикла Кребса, скорость протекания которых регулируется НАДН, АТФ.

45. Назовите гормоны, вызывающие гипергликемический эффект.

46. Назовите ферменты гликолитического пути распада глюкозы, активность которых регулируется инсулином.

47. Назовите ферменты пентозофосфатного пути, активность которых зависит от инсулина.

48. Назовите ферменты углеводного обмена, активируемые инсулином.

49. Назовите ферменты углеводного обмена, активность которых ингибируется инсулином.

50. Охарактеризуйте механизм гипергликемического действия адреналина.

51. Охарактеризуйте механизм гипергликемического действия глюкагона.

52. Назовите ферменты глюконеогенеза, синтез и активность которых зависит от глюкокортикоидов.

53. Охарактеризуйте механизм гипергликемического действия глюкокортикоидов.

54. Объясните механизм гипергликемического действия АКТГ и СТГ.

55. Назовите причины возникновения и клинические проявления нарушений углеводного обмена при сахарном диабете.

56. Назовите биохимические изменения в крови и моче у больных сахарным диабетом.

57. Охарактеризуйте нарушения углеводного обмена при гликогенозах.

58. Назовите нарушения углеводного обмена при злокачественных новообразованиях.

59. Нарушения углеводного обмена, приводящие к развитию анемии.

Раздел III. ОБМЕН ЛИПИДОВ.

Липиды представляют собой наиболее концентрированный источник энергии для организма: они обеспечивают от одной трети до половины общего количества калорий средней диеты современного человека. Для оптимального роста и нормального функционирования человеку необходимы ненасыщенные жирные кислоты и жирорастворимые витамины. Это делает липиды незаменимыми компонентами пищи. Липиды служат предшественниками важных гормоноподобных веществ – простагландинов, они являются структурными компонентами клеточных мембран, обеспечивая оптимальный уровень их проницаемости.

ЦЕЛЬ ИЗУЧЕНИЯ РАЗДЕЛА: уметь применять знания о функциях липидов, об их синтезе, катаболизме, о взаимосвязи этих процессов и механизмах регуляции для объяснения нарушений обмена липидов при патологии.

ЗАДАЧИ ИЗУЧЕНИЯ РАЗДЕЛА

Усвоить: взаимосвязь между процессами распада липидов и энергообеспечением организма;

– роль липидов в образовании биологических мембран;

– особенности обмена липидов в различных органах;

– представление о субстратных и гормональных механизмах регуляции обмена липидов;

– причины нарушения обмена липидов при ожирении, сахарном диабете, атеросклерозе.

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒