ВНИМАНИЕ: Соблюдать меры безопасности при работе с концентрированной серной кислотой

ХОД РАБОТЫ: В пробирку собирают 1-2 мл слюны и по каплям добавляют уксусную кислоту. Выпадает осадок гликопротеида - муцина.

Жидкость из пробирки осторожно сливают, а сгусток слегка высушивают фильтровальной бумагой.

На сгусток наносят 3 капли 0,2% раствора a-нафтола и 20 капель конц. серной кислоты. Появление фиолетово-розового окрашивания свидетельствует о наличии углеводов в белке.

ВЫВОДЫ (записать полученный результат и дать ему клинико-диагностическую оценку):

 

 

ЗАНЯТИЕ 9

Тема: Углеводы 2. Тканевой обмен углеводов. Количественное определение глюкозы в крови.

 

Цель занятия: Сформировать у студентов знания о путях и механизмах обмена глюкозы в организме. Научиться определять концентрацию глюкозы в крови.

 

Исходный уровень знаний и умений:

Студент должен знать:

1. Цикл Кребса - реакции, ферменты, энергетический баланс, регуляция.

2. Молекулярные механизмы транспорта веществ через биологические мембраны.

Студент должен уметь:

Выполнять колориметрический анализ.

 

Структура занятия:

1. Теоретическая часть:

1.1. Пути обмена глюкозо 6-фосфата в тканях (схема углеводного обмена в организме).

1.2. Анаэробное расщепление углеводов - гликолиз, гликогенолиз (ферменты, реакции). Киназные реакции гликолиза. Субстратное фосфорилирование.

1.3. Спиртовое брожение (ферменты, реакции). Сходство и отличие анаэробного гликолиза и спиртового брожения.

1.4. Метаболизм этанола в организме. Механизм токсического действия этанола и пути детоксикации (алкоголь ДГ, МЭОС и др.)

1.5. Аэробный гликолиз. Окислительное декарбоксилирование ПВК (ферменты, реакции). Строение полиферментного комплекса ПВК ДГ.

1.6. Регуляция гликолиза и гликогенолиза. Эффект Пастера (сущность и механизм).

1.7. Энергетический баланс окисления углеводов.

1.8. Витамин B₁. Строение, роль в обмене, картина гипо- и авитаминоза.

 

2. Практическая часть - выполнение лабораторной работы:

2.1. Определение содержания глюкозы в крови по цветной реакции с орто-толуидином.

3. Решение задач и проведение контроля конечного уровня

 

Литература основная:

1. Материал лекций

2. Березов Т. Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия, М., Медицина, 1990, стр. 244-254, М. Медицина, 1998, стр. 327-353.

3. Николаев А. Я. Биологическая химия, М., Высшая школа, 1989, стр. 199-231.

дополнительная:

4. Марри Р. и др. Биохимия человека, М., Мир, 1993, том 1, стр. 181-189.

5. Филиппович Ю. Б. Основы биохимии, М., Высшая школа, 1993, стр. 299-334.

6. Ленинджер А.Л. Основы биохимии, М., Мир. 1985, том 2, стр. 439-476.

ЗАДАЧИ:

 

1. В процессе гликолиза за 1 час образуется 10 мкмоль лактата на 1 г ткани. Каким будет энергетический выход (число мкмоль АТФ), если в системе субстратом является только глюкоза?

 

2. Больной алкоголизмом очень мало потребляет пищи, однако при этом энергетический баланс клеток нарушен мало. Почему?

 

3. Спортсмен пробежал 2 км из 10 км дистанции.

а) какие из перечисленных ниже веществ явились основным источником энергии на двух км пути спортсмена?

б) Составьте метаболический путь, обеспечивающий энергией работу мышц в этих условиях, выбрав из предложенных ниже метаболитов необходимые:

1) ацетил-КоА	8) ТГ
2) Г-6-Ф	9) 3-ФГА
3) Ф-1,6-дФ	10) NADH^++ H^+
4) 2-фосфоглицерат	11) 3-фосфоглицерат
5) глюкоза	12) ацетоацетил-КоА
6) пируват	13) лактат
7) жирные кислоты	14) фосфоенолпируват

 

4. Грибник заблудился и целый день бродил по лесу, не имея еды. Вечером местный житель сообщил ему, что в двух км находится железнодорожная станция и нужно поторопиться на поезд, который будет через полчаса. Грибник успел на поезд.

а) какие из перечисленных ниже веществ явились основным источником энергии на двух км пути грибника?

б) Составьте метаболический путь, обеспечивающий энергией работу мышц в этих условиях, выбрав из предложенных ниже метаболитов необходимые:

1) ацетил-КоА	8) ТГ
2) Г-6-Ф	9) 3-ФГА
3) Ф-1,6-дФ	10) NADH^++ H^+
4) 2-фосфоглицерат	11) 3-фосфоглицерат
5) глюкоза	12) ацетоацетил-КоА
6) пируват	13) лактат
7) жирные кислоты	14) фосфоенолпируват

 

5. Какие из последующих кофакторов или их производных необходимы для перехода пирувата в CH₃-CO-S-КоА?

а) аскорбат;	д) вит. А	и) цитохром b5;
б) NAD^+;	е) цитохром P450;	к) HS-КоA
в) ТПФ;	ж) FAD;
г) KoQ;	з) липоевая кислота;

 

6. Развитие ацидоза при сильной физической нагрузке можно объяснить увеличением содержания:

а) NADH в мышце	г) пирувата в крови
б) лактата в крови	д) NAD^+ в крови
в) АТФ в мышце	е) кислорода в мышце

 

7. Какой будет концентрация этилового спирта в крови взрослого человека, если в толстом кишечнике распалось 8,8 г крахмала. Дайте характеристику этанолокисляющим системам организма человека.

 

8. УДФ-глюкоза необходима для:

а) синтеза гликогена	г) метаболизма галактозы
б) разветвления гликогена	д) метаболизма этанола
в) синтеза Г-6Ф	е) метаболизма фруктозы

 

Практическая часть:

Лабораторная работа № 1: Определение содержания глюкозы в крови по цветной реакции с орто-толуидином.

 

ПРИНЦИП МЕТОДА: Глюкоза при нагревании с о-толуидином в кислой среде дает сине-зеленое окрашивание, интенсивность которого прямо пропорциональна концентрации глюкозы и определяется на фотоэлектроколориметре.

С о-толуидином реагируют все альдегиды, однако, их содержание в крови невелико, поэтому метод позволяет определить практически одну глюкозу.

ВНИМАНИЕ: Соблюдать меры безопасности при работе с орто-толуидиноми кипячением на водяной бане.

ХОД РАБОТЫ: В две центрифужные пробирки наливают по 0,9 мл 3% раствора ТХУ, затем в одну из них вносят 0,1 мл крови, взятой из пальца (или сыворотки), а в другую - 0,1 мл стандартного раствора глюкозы (5,5 ммоль/л). Содержание пробирок перемешивают и центрифугируют 10 минут при 3000 об/мин.

 

 

Полученный супернатант (надосадочную жидкость) переливают в чистую сухую пробирку из которой по 0,5 мл надосадочной жидкости из каждой пробирки, вносят в обычные сухие пробирки, добавляют по 4,5 мл ортотолуидинового реактива.

Пробирки, закрывают фольгой и помещают в кипящую водяную баню точно на 8 минут. Необходимо следить, чтобы вода в бане непрерывно кипела. Вынимают пробирки и охлаждают их водопроводной водой до комнатной температуры. Затем на фотометре измеряют оптическую плотность проб в кюветах на 10 мм против воды с красным светофильтром (620 нм).

РАСЧЕТ: Содержание глюкозы в опытной пробе рассчитывают по стандартному раствору глюкозы по формуле:

 

C_оп = C_ст • E_оп/E_ст,

где: Соп - конц. глюкозы в крови в пробе, ммоль/л;

Сст - конц. глюкозы в стандартной пробе, (5,5 ммоль/л)

Еоп - оптическая плотность пробы;

Ест - оптическая плотность стандарта глюкозы.

 

НОРМА: Нормальное содержание глюкозы в крови человека колеблется в пределах 3,33 - 5,55 ммоль/л (60-100 мг%).

ВЫВОД (записать полученный результат и дать ему клинико-диагностическую оценку):

 

ЗАНЯТИЕ 10

Тема: Углеводы 3. Тканевой обмен углеводов. Регуляция уровня глюкозы в крови.

 

Цель занятия: Сформировать представления о путях метаболизма глюкозы, молекулярных и физиологических механизмах регуляции уровня глюкозы.

Исходный уровень знаний и умений:

Студент должен знать

1. Механизмы переваривания углеводов

2. Механизмы транспорта глюкозы в клетку

3. Гликолиз

4. Цикл Кребса

5. Механизмы действия гормонов

Студент должен уметь:

Выполнять качественные реакции на наличие кетоновых тел

Структура занятия:

1. Теоретическая часть:

1.1. Пути обмена глюкозо-6-Ф в ткани.

1.2. Пентозный цикл: внутриклеточная и тканевая локализация реакций и ферментов. Биологическое значение и регуляция пентозного цикла.

1.3. Глюконеогенез (ГНГ). Внутриклеточная и тканевая локализация реакций и ферментов. Субстратное обеспечение ГНГ. Глюкозо-лактатный (цикл Кори) и глюкозо-аланиновый (цикл Фелига) межорганные циклы. Субстратная и гормональная регуляция ГНГ. "Футильные" циклы, их роль в регуляции. Биологическое значение ГНГ.

1.4. Схема биосинтеза основных классов ГАГ, его регуляция.

1.5. Регуляция уровня глюкозы в крови. Нормо-, гипо- и гипергликемии. Характеристика, причины, механизм возникновения, их клинические проявления. Роль инсулина в тканевом метаболизме глюкозы. Роль гомеостаза глюкозы в жизнедеятельности организма.

1.6. Механизмы регуляции уровня глюкозы в крови. Срочный механизм, пути его реализации, роль ЦНС, гормонов, субстратов. Биологическое значение срочного механизма. Постоянный механизм, роль гипоталамо-гипофизарной регуляции, гормонов и субстратов в его реализации. Значение ГНГ в его реализации. Биологическое значение этого механизма.

 

2. Практическая часть - выполнение лабораторной работы:

2.1. Качественные реакции на ацетон и ацетоуксусную кислоту.

3. Решение задач и проведение контроля конечного уровня

 

Литература основная:

1. Материал лекций

2. Березов Т. Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия, М., Медицина, 1990, стр. 244-254, М. Медицина, 1998, стр. 338-343, 353-359.

3. Николаев А. Я. Биологическая химия, М., Высшая школа, 1989, стр. 196-204.

4. Филиппович Ю. Б. Основы биохимии, М., Высшая школа, 1993, стр. 299-334.

дополнительная:

5. Кендыш Н. И. Регуляция углеводного обмена, М., Медицина, 1985.

6. Марри Р. и др. Биохимия человека, М., Мир, 1993, том 1, стр. 196-224.

7. Ленинджер А.Л. Основы биохимии, М., Мир, 1985, том 2, стр. 601-620.

8. Руководство по лабораторной и клинической диагностике, том 3, Клиническая биохимия, Киев, Вища школа, 1986.

9. Зилва Дж., Пэннелл П. Клиническая химия в диагностике и лечении, М, Медицина, 1988, стр. 222-231.

ЗАДАЧИ:

 

1. Что из перечисленных субстратов может быть предшественником глюкозы:

а) пируват	в) глицерин	д) ацетил-КоА
б) лактат	г) аминокислоты	в) жирные кислоты

 

2. Сколько грамм глюкозы может синтезироваться в организме человека из 4,55г аланина (Мв=89). Покажите схематично механизм этого процесса.

 

3. Дополните схему катаболизма глюкозы недостающими субстратами, назовите процесс и участвующие ферменты:

 

глюкоза ® Г-6-Ф ®….. ®Фр-1,6-Ф ® …..… ® 3-ФГК ® …… ® ФЕП ® …… ®ацетил КоА.

 

4. Покажите схему включения аланина в глюкозу. Этот процесс:

а) связан с использованием АТФ,

б) является окислительно-восстановительным процессом;

в) образует продукт, который может превращаться в гликоген или окисляться по ПФ-пути;

г) обеспечивает регенерацию NAD⁺ в анаэробных условиях;

д) образует интермедиаты, которые могут использоваться для синтеза жирных кислот;

е) ингибируется высокими концентрациями АТФ и цитрата;

ж) сопряжен с синтезом АТФ.

 

5. Укажите условия и механизмы активации ГНГ:

а) высоким уровнем CH₃-CO~SКоА

б) высоким уровнем жирных кислот

в) низким уровнем жирных кислот

г) низким уровнем АТФ

д) высоким уровнем АТФ

 

6. Лактат циркулирующий в крови может превращаться в глюкозу:

а) в печени	в) в эритроцитах	д) в головном мозге
б) в сердечной мышце	г) в жировой ткани	е) в кишечнике

 

7. В каком из метаболических путей образуются углеводы, используемые для биосинтеза нуклеиновых кислот:

а) гликолиз	г) цикл лимонной кислоты
б) глюконеогенез	д) пентозофосфатный путь
в) цикл Кори	е) цикл Фелига

 

8. Какие из реакций являются общими для гликолиза и ГНГ?

а) Ф-6-Ф ® Г-6-Ф	д) оксалоацетат ® фосфоенолпируват
б) пируват ® оксалоацетат	е) сукцинат ® фумарат
в) Г-6-Ф ® глюкоза	ж) 3-ФГК ® 2-ФГК
г) Ф-1,6-диФ ® Ф-6-Ф

 

9. Какие из метаболитов являются общими для гликолиза и ГНГ?

а) Ф-6-Ф	д) оксалоацетат	и) фосфоенолпируват
б) пируват	е) 3-ФГК	к) фумарат
в) Г-6-Ф	ж) глюкоза	л) 2-ФГК
г) Ф-1,6-диФ	з) ацетил КоА	м) сукцинат

 

10. Главными продуктами пентозофосфатного цикла являются:

а) NADPH	в) пентозы	д) NADH	ж) лактат
б) гексозы	г) АТФ	е) a-КГ	з) цитрат

 

Практическая часть:

Лабораторная работа № 1: Качественные реакции на ацетон (проба Легаля) и ацетоуксусную кислоту (реакция Герхардта).

 

а) Проба Легаля на ацетон.

ПРИНЦИП МЕТОДА: Ацетон и ацетоуксусная кислота в щелочной среде образуют с нитропруссидом натрия оранжево-красное окрашивание. После подкисления ледяной уксусной кислотой образуется соединение вишневого цвета.