Количественное определение пировиноградной кислоты в крови.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 6Следующая ⇒

Цель: изучить анаэробный гликолиз, изучить основной путь окисления глюкозы - химизм, значение, энергетический эффект.

Освоить количественный метод определения пировиноградной кислоты в сыворотке крови. Обьяснить значение анаэробного гликолиза в развитии кариеса.

Студент должен знать:

1. Окисление глюкозы в анаэробных условиях (анаэробный гликолиз): последовательность реакций, ферменты, значение для организма в условиях нормы и патологии. Реакции, сопряженные с синтезом АТФ. Субстратное фосфорилирование.

2. Этапы окисления глюкозы в аэробных условиях: гликолитический, окислительного декарбоксилирования и цикл трикарбоновых кислот.

3.Пути образования АТФ при окислении глюкозы в аэробных условиях. Реакции, сопряженные с синтезом АТФ.

Студент должен уметь:

1. Составить схемы анаэробного гликолиза и основного пути окисления глюкозы без использования структурных формул с указанием ферментов.

2. Рассчитать энергетический эффект распада 1 моля глюкозы в анаэробных условиях и обосновать низкий энергетический эффект гликолиза.

3. Рассчитать энергетический эффект распада 1 моля глюкозы в аэробных условиях и обосновать высокий энергетический эффект (в сравнении с анаэробным гликолизом). Объяснить связь окисления глюкозы с процессом окислительного фосфорилирования.

4. Показать принципиальное отличие в химизме анаэробного гликолиза и гликолитического этапа аэробного окисления.

5. Объяснить роль микроорганизмов зубного налета в декальцинации зуба.

6. Количественно определить содержание пировиноградной кислоты в пробе биологической жидкости.

Студент должен владеть: принципами планирования биохимического исследования и интерпретации результатов; принципами построения калибровочных кривых.; составления логических схем, основываясь на знании химизма метаболических путей, их взаимосвязи; информацией о патологических состояний, ведущих к преобладанию анаэробного окисления, информацией о возможностях регуляции внешними воздействиями нормального соотношения между анаэробным и аэробным окислением в организме.

Сведения из базовых дисциплин, необходимые для изучения темы:

1. О структуре моносахаридов, имеющих пищевое значение

2. О стереоизомерии сахаров.

3. Виды брожения в мире микрофлоры.

Задания для самоподготовки:

Изучите материал темы в соответствии с целевыми вопросами («студент должен знать») и письменно выполните следующие задания:

1.Изучите парциальные реакции анаэробного гликолиза. Составьте схему (без структурных формул) анаэробного превращения глюкозы до молочной кислоты с указанием ферментов. Уясните, что процесс протекает в цитозоли клеток.

2.Укажите на схеме регуляторные ферменты (отметьте *).

3.Какой промежуточный метаболит процесса является конечным акцептором водорода от НАДН? Какой продукт при этом образуется?

Запишите схему данной реакции с использованием структурных формул. Укажите фермент.

4.Уясните, что синтез АТФ в процессе гликолиза происходит за счет субстратного фосфорилирования. Обоснуйте это положение. Запишите в виде схемы реакции, ведущие к образованию АТФ через субстратное фосфорилирование.

5. Рассчитайте энергетический эффект окисления ( в молях АТФ) 1 моля глюкозы в анаэробных условиях.( отдельно- 1 моля гликогена)

6. Проверьте свои знания: Укажите соединения (метаболиты катаболизма глюкозы), которые обеспечивают синтез АТФ путем субстратного фосфорилирования (несколько правильных ответов):

а. пировиноградная кислота; б.глюкозо-6-фосфат; в. 1, 3 –фосфоглицериновая кислота; г. фосфоенолпировиноградная кислота

7. В чем значение анаэробного гликолиза? В каких тканях анаэробный гликолиз является существенным источником АТФ? Почему? Есть ли аналоги гликолиза в мире микрофлоры?

8. Конечный продукт анаэробного гликолиза молочная кислота. Спрогнозируйте возможные дальнейшие превращения молочной кислоты.

Изучите вопросы по теме «аэробное окисление глюкозы» по такой же схеме:

1. Изучите парциальные реакции трех этапов основного пути катаболизма глюкозы (гликолитический, окислительное декарбоксилирование, цикл трикарбоновых кислот). Назовите локализации этапов в клетке.Обратите внимание, что все α -кетокислоты в тканях подвергаются декарбоксилированию по такому же механизму, как и ПК

2.Составьте схему (без структурных формул) основного пути превращения глюкозы с указанием ферментов.

3.Укажите на схеме регуляторные ферменты (отметьте.*)

4. Запишите в виде схемы реакции, ведущие к образованию АТФ через субстратное фосфорилирование.

5. Запишите в виде схемы реакции, ведущие к образованию АТФ через окислительное фосфорилирование.

6. Рассчитайте энергетический эффект окисления 1 моля глюкозы в аэробных условиях отдельно для каждого из трех этапов и суммарный энергетический эффект.

7. Сравните энергетический эффект гликолитического этапа аэробного окисления и анаэробного гликолиза. Обьясните различие.

8. Закончите фразу: « все реакции превращения глюкозы по основному пути, в ходе которых высвобождается энергия химической связи, являются реакциями…….».

9. Проверьте свои знания: Все реакции катаболизма глюкозы по основному пути, которые связаны с высвобождением энергии являются:

а. декарбоксилирования; б. дегидрирования; в. изомеризации

10. Проверьте свои знания: Источником протонов и электронов для дыхательной цепи (ферменты тканевого дыхания) являются следующие метаболиты цикла Кребса (несколько правильных ответов):

а. лимонная кислота; б. альфа-кетоглутаровая кислота;

в. изолимонная кислота; г. янтарная кислота; д. яблочная кислота

11. Укажите соединения (метаболиты катаболизма глюкозы). которые обеспечивают синтез АТФ путем субстратного фосфорилирования (несколько правильных ответов):

а. пировиноградная кислота; б. глюкозо-6-фосфат; в. 1, 3 -фосфоглицериновая кислота; г. фосфоенолпировиноградная кислота; д. янтарная кислота

12. На схеме аэробного окисления покажите химизм анаэробного гликолиза. Какое соединение является конечным акцептором водорода в анаэробном гликолизе?

13. Назовите конечные продукты аэробного окисления

Аудиторная работа

Проконтролируйте освоение материала, решая контрольные задачи:

1. Молочная кислота в защищенной от доступа кислорода биологической системе образуется со скоростью 0, 1 мкмоля/ч. Единственный субстрат окисления – глюкоза.

Рассчитать расход глюкозы.

2. Подсчитать энергетический эффект анаэробного гликолиза: субстрат – гликоген, скорость образования лактата – 0, 05 мкмолей в час на 1 г ткани.

3. Что происходит с восстановленной формой НАД (НАД.Н+), если в системе окисления глюкозы имеется доступ кислорода (т.е. ПК не восстанавливается).

4. Объясните, почему интенсивность анаэробного гликолиза высокая в первые минуты мышечной работы.

5. Объясните возможные механизмы развития патологии зубов и периодонта под влиянием микрофлоры зубных отложений.

6. В переживающий гомогенат печени, использующий глюкозу в качестве субстрата окисления, внесли ингибитор цитохромоксидазы.

В каком направлении изменятся синтез АТФ, высвобождение СО₂ и концентрация молочной кислоты?

7. Активность фермента, катализирующего образование тиаминдифосфата /ТДФ/, резко ограничена.

Какие сдвиги могут произойти в обмене углеводов?

8. При аэробном окислении глюкозы исследуемой тканью образуется 54 мкмоля СО₂за 1 ч. Рассчитать интенсивность потребления глюкозы.

9. Объяснить, каким образом дефицит кислорода в тканях приводит к гиперлактатемии.

10. Смена анаэробных условий на аэробные (эффект Пастера) приводит к падению скорости утилизации глюкозы. Почему?

Лабораторная работа (количественное определение

пировиноградной кислоты – видоизмененный метод Умбрайта).

Содержание пировиноградной кислоты /ПК/ в крови и тканях может изменяться при некоторых патологических состояниях – кислородной недостаточности, дефиците витамина В₁и других.

Определение ПК в крови основано на том, что она при взаимодействии с 2, 4-динитрофенилгидразином образует 2, 4-динитрофенилгидразон - соединение желтого цвета. При добавлении спиртового раствора щелочи к толуоловому экстракту, содержащему это соединение, развивается оранжево-красное окрашивание, интенсивность которого пропорциональна содержанию ПК. Определяя оптическую плотность раствора, можно рассчитать содержание ПК с помощью калибровочного графика.

Ход работы. 1. Приготовить безбелковый фильтрат крови: в пробирку внести 2 мл 10% раствора трихлоруксусной кислоты и затем 0.4 мл крови, смешать и после 10-минутной экспозиции фильтровать через бумажный фильтр. 2. В сухую пробирку внести 1 мл фильтрата, добавить 0.5 мл 0.1% раствора солянокислого раствора 2, 4-динитрофенилгидразина и через 5 мин прилить 2, 5 мл водонасыщенного толуола. Энергично встряхивать 2 мин и оставить до расслоения. Из толуолового (верхнего) слоя отобрать 1 мл и перенести в сухую пробирку. Прилить 2 мл спиртового раствора щелочи.

Одновременно проводится контрольная проба – в неё вместо фильтрата крови вносится дистиллированная вода.

Оптическую плотность полученного в опыте раствора колориметрировать против контрольной пробы (кювета 5 мм, фильтр синий). По результатам определения оптической плотности устанавливают содержание ПК, учитывая, что 1 мл крови соответствует 0, 2 мл безбелкового фильтрата.

Для построения калибровочной кривой вносят в последовательно пронумерованные пробирки 0.2, 0.4, 0.6, 0, 8 и 1.0 мл стандартного раствора ПК, доводят каждую пробирку водой до 1 мл и проводят те же операции, что в опыте. При построении кривой откладывают на оси абсцисс количества ПК в исследуемом ряду пробирок, а на оси ординат найденные значения оптической плотности.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 Следующая ⇒