I. Реакции по карбонильной группе

 

1. Окисление.

 

a) Как и у всех альдегидов, окисление моносахаридов приводит к соответствующим кислотам. Так, при окислении глюкозы аммиачным раствором гидрата окиси серебра образуется глюконовая кислота (реакция "серебряного зеркала").

 

D- глюкоза

+ 2[Ag(NH3)2]OH ®

аммониевая соль D- глюконовой кислоты

+ 2Ag¯ + 3NH3+ H2O

 

b) Реакция моносахаридов с гидроксидом меди при нагревании так же приводит к альдоновым кислотам.

 

D- галактоза

+ 2Cu(OH)2 ®

D- галактоновая кислота

+ Cu2O¯ + 2H2O

 

c) Более сильные окислительные средства окисляют в карбоксильную группу не только альдегидную, но и первичную спиртовую группы, приводя к двухосновным сахарным (альдаровым) кислотам. Обычно для такого окисления используют концентрированную азотную кислоту.

 

D- глюкоза

HNO3(конц.) –––––––®

сахарная (D- глюкаровая) кислота

 

2. Восстановление.

 

Восстановление сахаров приводит к многоатомным спиртам. В качестве восстановителя используют водород в присутствии никеля, алюмогидрид лития и др.

 

D- глюкоза

LiAlH4 ––––®

D- сорбит

 

3. Несмотря на схожесть химических свойств моносахаридов с альдегидами, глюкоза не вступает в реакцию с гидросульфитом натрия (NaHSO3).

 

II. Реакции по гидроксильным группам

 

Реакции по гидроксильным группам моносахаридов осуществляются, как правило, в полуацетальной (циклической) форме.

 

1. Алкилирование (образование простых эфиров).

 

При действии метилового спирта в присутствии газообразного хлористого водорода атом водорода гликозидного гидроксила замещается на метильную группу.

 

a, D- глюкопираноза

+ СH3ОН

HCl(газ) ––––®

метил- a, D- глюкопиранозид

+ H2О

 

При использовании более сильных алкилирующих средств, каковыми являются, например, йодистый метил или диметилсульфат, подобное превращение затрагивает все гидроксильные группы моносахарида.

 

СH3I ––––® NaOH

пентаметил- a, D- глюкопираноза

 

2. Ацилирование (образование сложных эфиров).

 

При действии на глюкозу уксусного ангидрида образуется сложный эфир – пентаацетилглюкоза.

 

––––––––®

пентаацетил- a,D- глюкопираноза

 

3. Как и все многоатомные спирты, глюкоза с гидроксидом меди (II) дает интенсивное синее окрашивание (качественная реакция).

 

Задача «34»

если в мышцах отсутствует фермент лактатдегидрогеназа(ЛДГ),то образование АТФ путем гликолиза не будет. Потому что фермент ЛДГ участ. В превращении пирувата в молочную кислату(лактат) в гликолизе.

 

если в мыщцах не будет запаса гликогена и фосфорилазы не будет гликолиз.

 

Повышенная активность ЛДГ и др ферментов гликолиза в крови говарить о повышенной физической и умственной работы.

 

 

Задача «35»

 

синтез глюкозы из пирувата в условиях, когда цикл Кребса и окислительное фосфорилирование польностью ингибированы- возможен. Это гликолиз.

Лактат-ацидоз (lactat-acidosis: синоним: молочнокислый ацидоз, лактацидемия) — патологическое состояние, возникающее при различных заболеваниях и синдромах, когда содержание молочной кислоты в сыворотке крови стойко превышает 5 ммоль/л, что сопряжено со снижением рН артериальной крови. Обусловлен как усиленным образованием лактата, так и недостаточной утилизацией его в печени и почках, особенно из-за нарушения процесса глюконеогенеза. К основным производителям лактата в организме относятся эритроциты, мышцы, мозговое вещество почек, слизистая оболочка кишечника, сетчатка глаза и (потенциально) ткань опухоли, а к потребителям — печень и почки, где лактат либо подвергается обратному превращению в глюкозу в процессе глюконеогенеза, либо полностью окисляется в цикле превращения лимонной кислоты. Существует также дополнительный, запасной путь удаления лактата из крови почками при превышении порогового уровня его содержания, равного 7 ммоль/л. Лактат является конечным продуктом анаэробного обмена глюкозы по гликолитическому пути и находится в равновесии с пируватом благодаря реакции, катализируемой ферментом лактатдегидрогеназой. Пируват называют «перекрестным метаболитом», подчеркивая его центральную роль во многих обменных процессах. При нарушении оксигенации в печени в результате угнетения активности пируватдегидрогеназного мультиферментного комплекса из пирувата вместо ацетил-КоА образуется лактат. Кроме того, в результате уменьшенной оксигенации образующегося количества АТФ недостаточно, чтобы покрыть энергетические потребности процесса глюконеогенеза, благодаря которому в норме в организме утилизируется накопившийся лактат.

Задача «36»

 

суммарное уравнение гликолиза:

 

глюкоза + 2 АТФ + 2Фн = 2 лактат + 2 АТФ+ 2Н2О

 

1глюкоза----------2лактат

х---------------------6

 

 

для образование 6 молекул лактата необходимо 3 молекулы глюкозы.

 

Если гликолиз начинается с глюкозы, то на образование глюкозы-6-фосфата и фруктозы-1,6-фосфата затрачивается 2 АТФ. В результате гликолиза образ. 4 АТФ, запасается только 2 АТФ. Если процесс начинается с глюкозы-6-фосфат, то для образ. фруктозы-1,6-фосфат уходить 1 АТФ, запасается 3 АТФ.

 

Глюкоза – является первостепенным источником энергии в организме. Норма составляет 3,38 - 5,55 ммоль/л. Повышенное содержание глюкозы в крови (гипергликемия) указывает на наличие сахарного диабета или же на нарушенную толерантность к глюкозе, хронические заболевания печени, поджелудочной железы и нервной системы. Уровень глюкозы может снижаться при усиленных физических нагрузках, беременности, долгом голодании, некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, связанных с нарушенным всасыванием глюкозы. Сиаловые кислоты – Норма 2,0 - 2,33 ммоль/л. Увеличение их количества связано с такими заболеваниями, как полиартрит, ревматоидный артрит и др. Связанные с белком гексозы – Норма 5,8 - 6,6 ммоль/л. Связанные с серомукоидом гексозы - Норма 1,2 - 1,6 ммоль/л. Гликозилированный гемоглобин – Норма 4,5 - 6,1 молярных %. Молочная кислота – продукт распада глюкозы. Является источником энергии, необходимой для работы мышц, мозга и нервной системы. Норма 0,99 - 1,75 ммоль/л. Показатели липидного обмена: Общий холестерин – важное органическое соединение, являющееся компонентом липидного обмена. Нормальное содержание холестерина составляет 3,9 - 5,2 ммоль/л. Повышение его уровня может сопровождать следующие заболевания: ожирение, сахарный диабет, атеросклероз, хронический панкреатит, инфаркт миокарда, ишемическая болезнь сердца, некоторые болезни печени и почек, гипотиреоз, алкоголизм, подагра. Холестерин альфа-липопротеидов (ЛПВП) – липопротеиды высокой плотности. Норма 0,72 -2, 28 ммоль/л. Холестерин бета-липопротеидов (ЛПНП) – липопротеиды низкой плотности. Норма 1,92 – 4,79 ммоль/л. Триглицериды – органические соединения, выполняющие энергетическую и структурную функции. В норме содержание триглицеридов зависит от возраста и пола. до 10 лет 0,34 - 1,24 ммоль/л 10 – 15 лет 0,36 – 1,48 ммоль/л 15 – 20 лет 0,45 – 1,53 ммоль/л 20 – 25 лет 0,41 – 2,27 ммоль/л 25 – 30 лет 0,42 – 2,81 ммоль/л 30 – 35 лет 0,44 – 3,01 ммоль/л 35 – 40 лет 0,45 – 3,62 ммоль/л 40 – 45 лет 0,51 – 3,61 ммоль/л 45 – 50 лет 0,52 – 3,70 ммоль/л 50 – 55 лет 0,59 – 3,61 ммоль/л 55 – 60 лет 0,62 – 3,23 ммоль/л 60 – 65 лет 0,63 – 3,29 ммоль/л 65 – 70 лет 0,62 – 2,94 ммоль/л Увеличение уровня триглицеридов в крови возможно при остром и хроническом панкреатите, атеросклерозе, ишемической болезни сердца, гипертонии, сахарном диабете, алкоголизме, гепатите, циррозе печени, ожирении, тромбозе сосудов мозга, подагре, хронической почечной недостаточности и др. Фосфолипиды – Норма 2,52 – 2,91 ммоль/л Неэтерифицированные жирные кислоты 400 - 800 мкмоль/л Источник: http://www.tiensmed.ru/news/biohim-analiz-krovi2.html

Глюкоза – является первостепенным источником энергии в организме. Норма составляет 3,38 - 5,55 ммоль/л. Повышенное содержание глюкозы в крови (гипергликемия) указывает на наличие сахарного диабета или же на нарушенную толерантность к глюкозе, хронические заболевания печени, поджелудочной железы и нервной системы. Уровень глюкозы может снижаться при усиленных физических нагрузках, беременности, долгом голодании, некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, связанных с нарушенным всасыванием глюкозы. Сиаловые кислоты – Норма 2,0 - 2,33 ммоль/л. Увеличение их количества связано с такими заболеваниями, как полиартрит, ревматоидный артрит и др. Связанные с белком гексозы – Норма 5,8 - 6,6 ммоль/л. Связанные с серомукоидом гексозы - Норма 1,2 - 1,6 ммоль/л. Гликозилированный гемоглобин – Норма 4,5 - 6,1 молярных %. Молочная кислота – продукт распада глюкозы. Является источником энергии, необходимой для работы мышц, мозга и нервной системы. Норма 0,99 - 1,75 ммоль/л. Показатели липидного обмена: Общий холестерин – важное органическое соединение, являющееся компонентом липидного обмена. Нормальное содержание холестерина составляет 3,9 - 5,2 ммоль/л. Повышение его уровня может сопровождать следующие заболевания: ожирение, сахарный диабет, атеросклероз, хронический панкреатит, инфаркт миокарда, ишемическая болезнь сердца, некоторые болезни печени и почек, гипотиреоз, алкоголизм, подагра. Холестерин альфа-липопротеидов (ЛПВП) – липопротеиды высокой плотности. Норма 0,72 -2, 28 ммоль/л. Холестерин бета-липопротеидов (ЛПНП) – липопротеиды низкой плотности. Норма 1,92 – 4,79 ммоль/л. Триглицериды – органические соединения, выполняющие энергетическую и структурную функции. В норме содержание триглицеридов зависит от возраста и пола. до 10 лет 0,34 - 1,24 ммоль/л 10 – 15 лет 0,36 – 1,48 ммоль/л 15 – 20 лет 0,45 – 1,53 ммоль/л 20 – 25 лет 0,41 – 2,27 ммоль/л 25 – 30 лет 0,42 – 2,81 ммоль/л 30 – 35 лет 0,44 – 3,01 ммоль/л 35 – 40 лет 0,45 – 3,62 ммоль/л 40 – 45 лет 0,51 – 3,61 ммоль/л 45 – 50 лет 0,52 – 3,70 ммоль/л 50 – 55 лет 0,59 – 3,61 ммоль/л 55 – 60 лет 0,62 – 3,23 ммоль/л 60 – 65 лет 0,63 – 3,29 ммоль/л 65 – 70 лет 0,62 – 2,94 ммоль/л Увеличение уровня триглицеридов в крови возможно при остром и хроническом панкреатите, атеросклерозе, ишемической болезни сердца, гипертонии, сахарном диабете, алкоголизме, гепатите, циррозе печени, ожирении, тромбозе сосудов мозга, подагре, хронической почечной недостаточности и др. Фосфолипиды – Норма 2,52 – 2,91 ммоль/л Неэтерифицированные жирные кислоты 400 - 800 мкмоль/л Источник: http://www.tiensmed.ru/news/biohim-analiz-krovi2.html

Глюкоза – является первостепенным источником энергии в организме. Норма составляет 3,38 - 5,55 ммоль/л. Повышенное содержание глюкозы в крови (гипергликемия) указывает на наличие сахарного диабета или же на нарушенную толерантность к глюкозе, хронические заболевания печени, поджелудочной железы и нервной системы. Уровень глюкозы может снижаться при усиленных физических нагрузках, беременности, долгом голодании, некоторых заболеваниях желудочно-кишечного тракта, связанных с нарушенным всасыванием глюкозы. Источник: http://www.tiensmed.ru/news/biohim-analiz-krovi2.html

400 - 800 мкмоль/л Источник: http://www.tiensmed.ru/news/biohim-analiz-krovi2.html

Задача "37"

Инсулиннезависимый сахарный диабет (ИНСД)

Это формы сахарного диабета характеризуются наличием у пациента какой-либо основной болезни или патологического состояния, повреждающих поджелудочную железу, а также действие на неё физических или химических факторов. Это приводит к возникновению СД.

К таким болезням, патологическим состояниям и факторам относятся:
панкреатит, семейный полиэндокринный аденоматоз,длительная ишемия ткани поджелудочной железы, атеросклероз питающих ее артерий, кровоизлияния в ткань Лангергансовых островков, воспаление, травма, инфекции, интоксикации, длительное введение лекарственных препаратов, опухоль поджелудочной железы.

При этом уменьшается выработка инсулина или когда инсулина вырабатывается нормальное или даже повышенное количество, но он или разрушается какими-либо контринсулярными факторами, или к нему снижена чувствительность тканей.

 

Энцефалопатия — это заболевание головного мозга, при котором дистрофически изменяется собственно нервная ткань мозга, что приводит к уменьшению её объёма и нарушению его функции.

• Причины энцефалопатии при сахарном диабете
- Дистрофические и дегенеративные изменения в нейронах головного мозга. Вызваны повторными гипогликемическими состояниями, нарушением энергетического обеспечения нейронов и ишемией участков мозга, развивающейся в результате микро- и ангиопатий.
- Инсульты (ишемические и/или геморрагические). Обусловлены ангио-патиями.

• Проявления энцефалопатии при сахарном диабете
- Нарушение психической деятельности в виде расстройств памяти, раздражительности, плаксивости, апатии, расстройств сна, повышенной утомляемости.
- Признаки органического поражения мозга в результате кровоизлияний или ишемии отдельных его участков: расстройства чувствительности, нейрогенные нарушения движений, нейродистрофии.

 

Почему и когда возникает диабетическая энцефалопатия?механизм развития.

Здесь есть две составляющие. Во-первых, это сосудистые нарушения. Если они прогрессируют, возможно даже острое нарушение мозгового кровообращения - наступление инсульта.

Вторая составляющая, ведущая к развитию энцефалопатии, - метаболические нарушения.

Головной мозг в отличие от печени, жировой ткани или мышц является инсулиннезависимой тканью. То есть для поглощения глюкозы ему инсулин не нужен. Глюкоза в головной мозг проникает путем диффузии. Глюкоза - это основной метаболит для нервных клеток. В результате распада глюкозы синтезируется АТФ - аденозинтрифосфорная кислота, основной источник энергии клеток. Поэтому, казалось бы, гипергликемия - вполне благополучное для нервной системы состояние. Но это не так. На то количество глюкозы, которое проникает в мозг при СД, просто не хватает кислорода, поэтому вместо того, чтобы "сгореть" до углекислого газа и воды, глюкоза распадается на молекулы молочной кислоты. В результате в клетках увеличивается содержание молочной кислоты, что приводит к отеку, и угроза возникновения инсульта повышается.

Биохимические показатели сыворотки крови, исследуемые при сахарном диабете

 

Глюкоза (Сахар) — норма 3,30-5,50 миллимоль на литр. Повышенный уровень глюкозы свидетельствует об угрозе сахарного диабета или нарушении толерантности к глюкозе, что требует консультации эндокринолога.

· Мочевина — норма мочевины — 2,5-8,3 миллимоля на литр. Повышение нормы говорит о плохой выделительной работе почек и нарушении фильтрации. Нарастание содержания мочевины в крови до 16—20 ммоль/л (в расчете на азот мочевины) классифицируется как нарушение функции почек средней тяжести, до 35 ммоль/л — как тяжелое; свыше 50 ммоль/л — очень тяжелое, с неблагоприятным прогнозом. При острой почечной недостаточности концентрация мочевины в крови может достигать 50—83 ммоль/л.

 

· Креатинин — рассматривается в комплексе с мочевиной. Норма креатинина — 44-106 микромиллилитров на литр. Как и мочевина, креатинин говорит о работе почек.

· Холестерин или холестерол — органическое соединение, природный жирный (липофильный) спирт, содержащийся в клеточных мембранах всех животных организмов за исключением безъядерных (прокариот)

При анализе биохимии крови уровень холестерина отражён в следующих параметрах: Холестерин-ЛПНП (липопротеиды низкой плотности, LDL), Холестерин-ЛПВП (липопротеиды высокой плотности, HDL), Триглицериды, Общий холестерин.

Норма общего холестерина от 3,6 ммоль/л до 7,8 ммоль/л, рекомендует уровень холестерина < 5 ммоль/л. Высокий уровень холестерина сигнализирует об угрозе атеросклероза.

· Холестерин-ЛПНП — липопротеиды низкой плотности, LDL. Норма для мужчин — 2.02 — 4.79 ммоль/л, для женщин 1.92-4.51 ммоль/л.

· Холестерин-ЛПВП — липопротеиды высокой плотности, HDL. Норма для мужчин — 0.72 — 1.63 ммоль/л, для женщин 0.86-2.28 ммоль/л.

 

· Триглицериды — природные органические соединения, полные сложные эфиры глицерина и одноосновных жирных кислот; входят в класс липидов. В живых организмах выполняют структурную, энергетическую и др. функции.

 

Молочная кислота-продукт распада глюкозы.норма 0,99-1,75 ммоль/л

Неэстерифицированные жирные кислоты норма 400-800мкмоль/л

Кетоновые тела (ацетон) норма 344-861 мкмоль/л

В диагностике энцефалопатии кроме биохимических показателей крови еще определяют:

· Магнитно-резонансная томография головного мозга, шейного отдела позвоночника

· Рентгенография шейного отдела позвоночника

· Ультразвуковая допплерография сосудов головы и шеи

· Дуплексное сканирование сосудов мозга – позволяет выявить патологию сосудов

· Реоэнцефалография – изучение кровотока в сосудах головного мозга

· Электроэнцефалография – для выявления очагов патологической активности

· Компьютерная томография – способная выявить опухоли, сосудистые нарушения, кровоизлияния

· Ядерно-магнитный резонанс

· Ангиография сосудов шеи и головного мозга

 

 

Задача «38»

 

 

конечные продукты расщепления гликогена в мыщсах и печени оказывается разными, потому что в мыщсах гликоген расщеп до глюкозы-6-фосфата и вступает в цикл Кребса.

 

В организме обычного человека при недостатке глюкозы происходит ее синтез из аминокислот и жиров, однако, удельный вес такой глюкозы очень мал, и способность организма синтезировать глюкозу из других компонентов пищи невелика. Совсем другое дело организм спортсмена. Основной эффект любой тренировки заключается в создании энергетического дефицита в тех или иных нервно --мышечных структурах. Это основной стимул для усиления белкового синтеза и приспособление организма к большим физическим нагрузкам. Среди огромного количества приспособительных реакций присутствуют и такие: организм учится извлекать больше глюкозы из аминокислот и жиров. Процесс синтеза глюкозы самим организмом несет название глюконеогенеза, т.е. новообразование глюкозы.

 

Мыщца не может работать длительное время без напряжения при отсут гликогена и фосфорилазы, потому что для работы необход АТФ кот обеспечивается гликогеном и фосфорилазой.

 

 

Задача"39"

у больного сахарный диабет.

Недостаток инсулина в организме ведет к нарушению проницаемости глюкозы в ткани и к снижению депонирования ее (отложений) в виде гликогена в печени. Более того, голодание тканей способствует усилению превращения гликогена печени в глюкозу.

В результате и развиваются гипергликемия и глюкозурия (появление сахара в моче). Их поддержанию может способствовать синтез глюкозы из аминокислот (неог-ликогенез), в результате чего нарушается синтез белка. В связи с обеднением печени гликогеном, нарушением его синтеза (из углеводов) развивается истощение организма.

Избыточная задержка жира и повышенная выработка холестерина в печени ведут к гиперпродукции бета-липопротеидов, что способствует развитию атеросклероза.

С другой стороны, наличие жировой инфильтрации печени способствует накоплению в крови кетоновых тел (кетономия) — недоокисленных продуктов жирового обмена (ацетоуксусная, бета-оксимасляная кислота, ацетон), что и приводит к снижению резервной щелочности крови и развитию ацидоза,ацетонурия(выделение кетоновых тел с мочой) и ацетонемии(содержание в крови ацетоновых (кетоновых) тел: ацетоуксусной, β-оксимасляной кислот, ацетона) который способствует распаду тканевых белков.

 

Глюкоза (Сахар) — норма 3,30-5,50 миллимоль на литр.

 

Назначают препараты инсулина.

 

Задача «40»

 

Активность амилазы оптималь-на при нейтральной pH = 6,9-7,0. Активность амилазы подавля-ется кислой средой, создаваемой желудочным соком.

 

Класс амилазы - Гидролазы (катализируют реакции гидролитического расщепления внутримолекулярных связей.)

 

По международной классификации ферментов гидролазы отнесены к классу (КФ3). Класс в свою очередь подразделяется на 13 подклассов в зависимости от типа гидролизуемой связи.

Подкласс	Гидролизуемая связь	Важнейшие представители
КФ 3.1	сложноэфирная связь	эстеразы: нуклеаза, фосфодиэстераза, липаза, фосфатаза
КФ 3.2	сахара	гликозидазы: амилаза, гиалуронидаза, лизоцим и др.
КФ 3.3	простая эфирная связь
КФ 3.4	пептидная связь	протеазы: трипсин, химотрипсин, эластаза, тромбин, ренин и др.
КФ 3.5	непептидная углерод-азотная связь
КФ 3.6	кислотный ангидрид	кислотный ангидрид-гидролаза (хеликаза, ГТФаза)
КФ 3.7	углерод-углеродная связь (C-C)
КФ 3.8	галогенная связь
КФ 3.9	азотно-фосфорная связь (P-N)
КФ 3.10	азотно-серная связь (S-N)
КФ 3.11	углеродно-фосфорная связь (C-P)
КФ 3.12	дисульфидная связь (S-S)
КФ 3.13	серо-углеродная связь (C-S)

 

Субстрат -специфическое вещество или вещества, на которые воздействует определенный фермент. Субстрат амилазы — крахмал.

Амилаза гидролизует крахмал до дисахарида мальтозы через ряд промежуточных декстринов, которые с йодом дают различные окрашивания в зависимости от размера: фиолетовая, красно-бурая, желто-бурая. Исчезнование окраски указывает на образование ахло-,мальтодекстринов,мальтозы. О степени расщепления крахмала судят на основании 2-х реакций:1.реакция с реактивом Люголя(йод) 2. р-я Фелинга.

 

Продукты реакции: амилодекстрины, эритродекстрины, флаводекстрины, ахродекстрины, мальтодекстрины, мальтоза.