Тема «Метаболизм углеводов» (занятия 10 -13)

Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию

Кафедра биологической химии

 

 

Практическое пособие по биологической химии

для студентов лечебного и педиатрического факультетов

(часть II, занятия 10 - 23)

 

 

Тюмень - 2009

 

Практическое пособие по биологической химии для студентов лечебного и педиатрического факультетов (часть I).

Авторы: Бышевский А.Ш., С.Л.Галян, Ральченко И.В., Рудзевич Е.Л., Жихарева А.И., Леонова О.П., Тажудинова С.А., Мухачева И.А.,

ГОУ ВПО Тюменская государственная медицинская академия

Министерства здравоохранения России. Тюмень, 2005.

 

Учебно-методическое пособие утверждено и рекомендовано к тиражированию Центральным координационно-методическим советом Тюменской Государственной медицинской академии, протокол № 7 от ____ 2005 г.

 

 

Рекомендуемые пособия:

Биохимия. Под редакцией чл.-корр. РАН, профессора Северина Е.С., Москва: ГОЭТАР-МЕД. – 2003

1. Березин Т.Г., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. М.: Медицина. – 1998.

2. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Высшая школа. – 1998.

3. Бышевский А.Ш., Терсенов О.А.. Биохимия для врача. Екатеринбург: Уральский рабочий. - 1994

4. Конспекты лекций

 

Дополнительная литература:

 

1. Строев Е.А. Биологическая химия. М.: Медицина. – 1986

2. Уайт А., Хендлер Ф., Смит Э.И. и др. Основы биохимии (тома 1, 2 и 3). М.: Мир. – 1981.

3. Марии Р., Геннер Д., Мейес П., Родуэн В. Биохимия человека (тома 1, 2). М.: Мир. - 1993

Аудиторная работа

 

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 В₁ и других.

Определение ПК в крови основано на том, что она при взаимодействии с 2,4-динитрофенилгидразином образует 2,4-динитрофеназол - 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 трихлоуксусной 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.

 

Привести аргументированные ответы на следующие вопросы

или выполнить указанные действия:

 

1. Энерготраты обследуемого пациента составляют 35000 ккал/сут. Липидами и белками рациона обеспечено 40% энерготрат.

Рассчитать потребность в углеводах:

а) при их полном усвоении,

б) при усвоении 75% углеводов пищевого рациона.

 

2. Молочная кислота в защищенной от доступа кислорода биологической системе образуется со скоростью 0.1 мкмоля/ч. Единственный субстрат окисления – глюкоза.

Рассчитать расход глюкозы.

3. Превращение НАД.Н+ → НАД в гликозилирующей системе протекает со скоростью 0.1 мкмоля/ч. Единственный субстрат окисления – глюкоза.

Сколько молей глюкозы потребляет система за 1 ч?

 

4. Подсчитать энергетический эффект гликолиза: субстрат – гликоген, скорость образования лактата – 0.05 мкмолей в час на 1 г ткани.

5. Рассчитать энергетический эффект гликолиза, если заблокирована реакция изомеризации на этапе превращений фосфодиоксиацетона в 3-фос­фо­глицериновый альдегид (исходите из допущения, что фосфодиоксиацетон не влияет на скорость процессов).

 

 

ЗАНЯТИЕ 11 (количественное определение углеводов).

 

Цель: изучить основной (прямой) и пентозофосфатный пути превращения углеводов, ознакомиться с процессом глюконеогенеза.

Студент должен знать:

1. Какое соединение обеспечивает перенос Н-ионов, используемых для восстановления пировиноградной кислоты /ПК/ в молочную.

2. Что происходит с восстановленной формой НАД (НАД.Н+) если в систему окисления имеется доступ кислорода (т.е. ПК не восстанавливается).

3. Что представляет собой окислительное декарбоксилирование.

4. Какие соединения участвуют в окислительном декарбоксилировании ПК, роль каждого из них (пантотеновая кислота, тиамин, липоевая кислота).

5. Что все α-кетокислоты в тканях подвергаются декарбоксилированию по такому же механизму, как и ПК.

6. Какой продукт образуется при окислительном декарбоксилировании ПК, его особенность и возможные пути превращений.

7. Какой продукт появляется при конденсации ацетил-КоА со щавелевоуксусной кислотой /ЩУК/, последующие превращения этого продукта.

8. Почему всю совокупность этих превращений называют циклическими, а процесс в целом имеет несколько наименований.

9. Путь протонов, которые отдают метаболиты цикла Кребса, почему в одних случаях транспорт пары протонов сопровождается синтезом 2-х, а других случаях – 3-х молей АТФ.

10. Объяснить энергетический эффект цикла Кребса.

11. Субстрат пентозофосфатного пути превращения углеводов /ПФП/.

12. Ветви ПФП, важнейшие продукты окислительной и неокислительной ветвей.

13. Лимитирующие ферменты неокислительной ветви ПФП, витамин, участвующий в образовании кофермента, его коферментную форму.

14. В каких процессах участвуют продукты обеих ветвей ПФП.

15. Значение и химизм глюконеогенеза, его субстраты и их предшественники.

16. Роль фосфатазы в глюконеогенезе.

. Студент должен уметь:

1. Схематически изобразить основной и альтернативные пути превращения глюкозы в клетке, их взаимосвязь.

2. Схематически показать биологическое значение ПФП (связь окислительной и неокислительной ветвей с синтезом нуклеиновых кислот, липидов, стероидных гормонов).

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

Студент должен получить представление:

1. О возможностях регуляции внешними воздействиями нормального соотношения между анаэробным и аэробным окислением в организме

2. О значении регулярных физических упражнений в переносимости кислородного голодания.

Сведения из базовых дисциплин, необходимые для изучения т емы:

1. О структуре моносахаридов, имеющих пищевое значение

2. О стереоизомерии сахаров.

3. О редуцирующей способности сахаров.

.

 

Аудиторная работа

 

Лабораторные работы (определение сахара в крови и моче цветной реакцией с o-толуидином).

 

1. Определение глюкозы в крови.

Принцип определения. Глюкоза при нагревании с о-толуидином в растворе уксусной кислоты вызывает зеленое окрашивание смеси, интенсивность которого пропорциональна содержанию сахара.

Ход работы. В центрифужную пробирку внести 0.9 мл 3% раствора трихлоруксусной кислоты, затем по стенке внести 0.1 мл крови, взятой микропипеткой из прокола опушки пальца. Смешать, центрифугировать.

К 0.5 мл центрифугата добавить 4.5 мл ортотолуидинового реактива, поместить пробирку на кипящую водяную баню точно на 8 мин и затем сразу же охладить проточной водой до комнатной температуры. В Конт­рольную пробу внести вместо крови столько же 0.14 н раствора NaCl и проделать те же операции. Если жидкость после нагревания мутна – отфильтровать.

Колориметрия проводится против контроля (красный фильтр, кю­вета - 10 мм).

Стандартные пробы выполняются также, как опытные с той разницей, что вместо крови вносят столько же раствора глюкозы (100 мг%). Расчет по формуле:

С_оп = (С _ст х Е _оп): Е _ст

где С_оп – концентрация глюкозы в исследуемой крови, мг%;

С _ст – в стандартной пробе, Е_оп и Е_ст - оптическая плотность опытной и стандартной проб соответственно.

2.Определение глюкозы в моче. 0.1 мл мочи смешать с 4.5 мл о-толу­и­ди­нового реактива, пробы обработать как при определении глюкозы (присутствие белка в моче определению не мешает).

Примечание: при высоком содержании глюкозы в моче или крови количество реактива может оказаться недостаточным для выявления всего продукта. В этом случае следует исследуемую жидкость разбавить в 2 раза, а результат увеличить соответственно (т.е. в 2 раза).

 

Ответить на поставленные вопросы, указав последовательность действий.

 

1. 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?

2. В тканях переживающего органа, который потребляет глюкозу как субстрат окисления, повысился уровень НАДФ.Н+ и концентрация молочной кислоты, замедлилось потребление кислорода.

С чем это связано?

 

3. Активность фермента, катализирующего синтез тиаминдифосфата /ТДФ/, резко ограничена.

Какие сдвиги могут произойти в обмене углеводов?

4. При аэробном окислении глюкозы исследуемой тканью образуется 54 мкмоля СО₂ за 1 ч. Рассчитать интенсивность потребления глюкозы.

5. Ткань обеспечивается кислородом с такой скоростью, что 4/5 всей глюкозы окисляется аэробно. Рассчитать энергетический эффект 60 мкмолей глюкозы (в мкмолях АТФ) при описанном характере окисления (ПФП в расчет не принимать).

6. Что больше: энергетический эффект 2-х молей ацетил-КоА или 8-и молей α-кетоглутаровой кислоты?

 

ЗАНЯТИЕ 12 (исследование углеводного обмена).

 

Цель: изучить гормональную регуляцию, важнейшие молекулярные нарушения обмена углеводов и принципы контроля его состояния

Студент должен знать:

1. Почему поддержание уровня сахара крови в определенных пределах - обязательное условие нормальной жизнедеятельности.

2.Пути транспорта сахара с момента всасывания.

3. Возрастные изменения уровня сахара в крови.

4. Изменения концентрации сахара в крови, выход за пределы которых обозначают терминами «гипергликемия» и «гипогликемия».

5. Источники, за счет которых восполняется содержание сахара в кровотоке, пути, по которым расходуется сахар крови..

6. Регуляторные факторы, обеспечивающие гомеостаз уровня сахара в кровотоке, направление и механизмы действия этих регуляторов

7. Биохимические сдвиги, связанные с дефицитом инсулина.

8. Как компенсируется дефицит инсулина регуляторными системами, к каким биохимическим сдвигам это может приводить.

9. Возможные причины появления кетонемии и кетонурии.

10. Понятие «сахарный порог почек», его значение.

11. С чем связана непереносимость дисахаридов, биохимические сдвиги при этих состояниях.

12. Принципы выявления наследственной непереносимости дисахаридов.

13. Химизм превращения галактозы и фруктозы в тканях, биохимические сдвиги при галактоземии, фруктоземии.

14. Виды гликогенозов, принципы их классификации.

15. Условия отбора проб крови для изучения показателей состояния обмена углеводов

. Студент должен уметь:

1. Обосновать необходимость лабораторной оценки состояния углеводного обмена.

2. Анализировать гликемические кривые: ориентируясь на их характер обосновать и сформулировать предположение о направленности сдвигов в углеводном обмене.

4. Обосновать необходимость определения у пациента промежуточных метаболитов галактозы и фруктозы, активности ферментов, участвующих в их превращениях.

Студент должен получить представление:

1. О целях и характере лечебных мероприятий при дефиците инсулина.

2. О характере лечебных мероприятий при дефиците дисахаридаз.

3. О характере диагностических и терапевтических мероприятий при галактоземии.

Сведения из базовых дисциплин, необходимые для изучения т емы:

Простейшие приёмы графического анализа (построение графиков зависимости в системы координат, экстра- и интерполяция)

 

Аудиторная работа

 

Лабораторная работа (обнаружение ацетона в моче).

Общие сведения. Нормальная моча содержит ацетон и другие ацетоновые (кетоновые) тела (ß-оксимасляную кислоту, ацетоуксусную кислоту, ацетон) в количествах, не выявляемых обычными приёмами. Являясь нормальными продуктами окислительного окисления жирных кислот, эти соединения быстро разрушаются в тканях с образованием воды и углекислоты. При дефиците углеводов в питании, при нарушениях их метаболизма и голодании ускоряется распад тканевых липидов. В связи с этим в тканях, а затем и в кровотоке, появляются в большом количестве недоокисленные продукты обмена липидов – ацетоновые тела. При высоком их содержании в крови ацетоновые тела выделяются с мочой – ацетон- или кетонурия.

Обнаружение ацетоновых тел основано на том, что эти продукты образуют с нитропруссидом оранжево-красное соединение (проба Легаля). Структура этого соединения при подкислении меняется, что сопровождается появлением вишневого окрашивания.

Специфичность этой реакции невелика – креатин также даёт оранжево-красное окрашивание, при подкислении которого, однако, не наблюдается переход к вишневому окрашиванию.

Ход работы. На часовое или предметное стекло нанести каплю мочи, каплю 10% раствора едкого натрия и каплю свежеприготовленного 10-% раствора нитропруссида натрия. Отметить появление оранжево-красного окрашивания, прилить 2 капли концентрированной уксусной кислоты. Появление вишневого окрашивание – признак наличия ацетоновых тел

 

Ответить на поставленные вопросы (ответы аргументировать).

1. У всеядного животного, получающего рацион без углеводов с достаточным количеством белков и липидов, концентрация сахара в крови нормальна, уровень гликогена в печени снижен.

А. За счет какого процесса поддерживается уровень сахара в крови?

Б. Какие ферментные системы поддерживают этот процесс?

В. Рост содержания каких продуктов в крови и тканях можно прогнозировать?

2. Снижен сахарный порог почек. Потери сахара с мочой составляют ¼ часть от потребляемого количества углеводов.

В каком направлении изменится продукция инсулина, глюкагона, глюкокортикоидов, могут ли появиться ацетоновые тела?

 

3. У пациента выявлены высокая гипергликемия и ацетонурия, снижены щелочные резервы.

А. Имеет ли смысл введение гормона, какого именно?

Б. Не окажет ли отрицательного действия введение глюкозы одновременно с гормоном?

4. Почему при нормальном функционировании поджелудочной железы интенсивная мышечная работа может вызывать гипогликемию?

5. Являются ли инсулин и адреналин в управлении углеводным обменом антагонистами (синергистами)?.

6. В чем проявляется взаимодействие тироксина и глюкокортикоидов в управлении углеводным обменом?

7. В крови здорового ребенка обнаружена фруктоза.

Назовите молекулярный дефект.

8. Ребенок истощен, реагирует рвотой, поносом на кондитерские изделия, плохо переносит сладкий чай. Молоко не вызывает отрицательных реакций.

Ваше предположение о молекулярном дефекте, как проверить высказанное предположение.

 

ЗАНЯТИЕ 13 (итоговое по теме «Обмен углеводов»)

 

Цель: При подготовке к занятию в порядке самоконтроля определить с помощью следующих вопросов, усвоены ли Вами все разделы темы (использовать материалы лекций, учебники).

1. Важнейшие пищевые углеводы – их источники, потребность, биологическое значение.

2. Механизм переваривания, всасывания, возможные нарушения этих процессов.

3. Превращения глюкозо-6-фосфата по четырем возможным путям, преимущественная локализация превращений.

4. Анаэробное превращение глюкозы - гликолиз (стадии, энзимы, субстратное фосфорилирование, энергетический эффект), влияние обеспеченности кислородом на этот процесс, обратимость реакции восстановления пирувата. Реакции гликолиза, как один из этапов основного пути превращения глюкозы.

5. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты (кофакторы процесса, продукт реакции).

6. Вхождение ацетил-КоА в цикл Кребса, метаболиты цикла, энергетический эффект.

7. Синтез гликогена (субстрат, энзимы, локализация).

8. Пентозофосфатный путь превращения глюкозы (субстрат, ветви процесса и ключевые энзимы, биологически значимые метаболиты процесса).

9. Глюконеогенез (субстраты, ключевой энзим, локализация).

10. Как связан основной путь превращения глюкозы с альтернативными путями, в каких тканях преимущественно протекают те или иные пути пре­вращения глюкозо-6-фосфата.

10. Биологический смысл основного пути превращения глюкозы, его энергетический эффект.

11. Регуляция уровня сахара крови (источники, регулирующие агенты, механизм их действия).

12. Гликемическая кривая при однократной нагрузке в норме и патологии.

 

Тема: Обмен и функции липидов ( занятия 14-17)

 

Цель: 1. Изучить биологическую роль липидов, их источники в питании, потребность в них человека, их превращения в желудочно-кишечном тракте, основные пути метаболизма, взаимопревращения; 2. Изучить регуляцию липидов в норме как основу для понимания биохимических нарушений обмена. 3. Научиться пользоваться картой метаболизма, частными схемами метаболизма липидов и применять их для понимания механизмов приспособления организма к изменяющимся условиям, для объяснения патогенеза, для обоснования профилактических мероприятий и контролирования эффективности терапевтических мероприятий (характеристики нормы и патологии у детей в соответствии с периодами развития организма: антенатальный, постнатальный). 4. Научиться определять в биологических жидкостях содержание некоторых липидов, их метаболитов и энзимов, характеризующих состояние липидного обмена.

­Значение темы: ( учебное и профессиональное ). Липиды – органические соединения, разнообразные по химическому строению, но обладающие общим для них физическим свойством – гидрофобностью. Липиды тканей выполняют разнообразные жизненноважные функции. Нарушения их метаболизма обусловливают многие распространенные заболевания.

Липиды представляют собой наиболее концентрированный источник энергии для организма, высвобождая в два раза больше энергии (в пересчете на 1 г), чем углеводы и белки и обеспечивая от одной трети общей калорийности средней диеты человека.

Для оптимального роста и нормального функционирования организму человека требуются жирорастворимые витамины и ненасыщенные высшие жирные кислоты /ВЖК/, в том числе полиеновые кислоты, которые являются субстратом для синтеза эйкозаноидов – высокоактивных регуляторов клеточных функций. Этим определяется незаменимость липидов как компонентов пищи.

Экзогенные липиды подвергаются ферментативному гидролизу в желудочно-кишечном тракте /ЖКТ/, главным образом, в двенадцатиперстной кишке. Их переваривание нуждается в предварительном эмульгировании. Основные эмульгаторы - желчные кислоты с выраженными амфифильными свойствами.

Желчные кислоты необходимы и для всасывания гидрофобных продуктов переваривания.

Особенностью превращений экзогенных липидов является их специфический ресинтез в стенках кишечника.

Гидрофобностью липидов обусловлено образование транспортных форм, знание механизмов их взаимопревращения важно для понимания нарушений обмена липидов.

Нарушения всасывания и переваривания сопровождаются стеатореей. Варианты стеаторей можно дифференцировать с помощью биохимических анализов.

Для детей грудного возраста основной пищей является молоко, поэтому жиры являются основным источником энергии у них. Вследствие этого нарушение переваривания и всасывания у детей более опасно, чем у взрослых. Процессы превращения липидов в ЖКТ у детей имеет свои особенности: жиры в составе молока находятся в эмульгированном состоянии; ферменты - липаза языка, желудочная липаза, панкреатическая липаза.

 

ЗАНЯТИЕ 14. «Биологическая роль липидов. Превращения в желудочно-кишечном тракте. Транспортные формы»

Цель занятия: Изучить биологическую роль липидов в организме человека, исходя из химического строения и физико-химических свойств, их источники в питании, механизмы переваривания и всасывания, их возможные нарушения. Изучить строение и классификацию транспортных форм. Овладеть количественным методом определения активности липазы в панкреатическом соке и понимать клинико-диагностическое значение результатов.

Студент должен знать:

1. Строение липидов тканей человека, их классификацию и функции.

2. Строение, номенклатуру, биологические функции эссенциальных жирных кислот, их роль как предшествеников синтеза эйкозаноидов, суточную потребность (в том числе у детей разного возраста), источники липидов в питании.

3. Основные этапы превращений липидов в желудочно-кишечном тракте, роль желчных кислот, их строение, происхождение и значение, а также причины, признаки и последствия нарушений переваривания и всасывания (стеатореи). Особенности процессов переваривания и всасывания липидов в постнатальном периоде.

3. Ресинтез липидов в клетках кишечника.

4. Образование транспортных форм липидов в стенке кишечника, их транспорт к тканям; свойства липопротеинлипазы, локализацию, значение; понятия «гиперхиломикронемия», «гипертриацилглицеролемия».

5. Состав и строение транспортных липопротеинов крови, функции апопро­теинов.

 

Студент должен уметь:

1. Дифференцировать по биохимическим показателям тип стеатореи (гепатогенная, панкреатическая и энтерогенная стеаторея).

2. Количественно определить активность липазы в панкреатическом соке.

Студент должен получить представление:

1. О роли эйкозаноидов в развитии воспалительного процесса и аллергических реакций

2. О молекулярных механизмах патогенеза семейной гиперхиломикронемии, гипертриглицеролемии, характерные проявления этих заболеваний.

 

Сведения из базовых дисциплин, необходимые для изучения темы:

1. Химическое строение соединений, относящихся к классу липидов.Структурные формулывысшихжирных кислот, три-, ди- и моноацилглицеридов, фосфатидилхолина, фосфатидилсерина, фосфатидилэтаноламина, холестерола.

2. Эссенциальные жирные кислоты (w-3 и w-6 класса).

3. Физико-химические свойства липидов. Понятие «амфифильность».

4. Анатомия и физиология отделов желудочно-кишечного тракта.

 

 

Аудиторная работа

Лабораторные работы (э мульгирование липида, качественная реакция на желчные кислоты, количественное определение активности липазы в панкреатическом соке, влияние желчи на активность липазы).

1. Эмульгирование липидов является необходимым условием их ферментативного расщепления в пищеварительном тракте. Основной фактор, обеспечивающий эмульгирование в ЖКТ, - желчные кислоты, которые являются поверхностно-активными веществами. Менее активны в этом отношении мыла и углекислый натрий, участвующий в образовании мыл.

Ход работы: В пять пробирок внести по 0,5 мл растительного масла, добавить в первую пробирку 2 мл дистиллированной воды, во вторую – 2 мл желчи, в третью – 2 мл 1% р-ра мыла, в четвертую – 2 мл 1% р-ра углекислого натрия. Встряхнуть до образования эмульсии, определить время, необходимое для расслоения эмульсии.

Результаты работы представить в виде таблицы.

2.. Качественная реакция на желчные кислоты. Принцип метода: желчные кислоты (в присутствии серной кислоты) дают пурпурное окрашивание с оксиметилфурфуролом, который образуется из фруктозы, входящей в состав сахарозы.

Ход работы: на сухое предметное стекло, помещенное на лист белой бумаги, нанести 1 каплю разведенной в 2 раза водой желчи и 1 каплю 20% раствора сахарозы, смешать. Рядом на стекло нанести 3 капли концентрированной сер­ной кислоты так, чтобы капли сливались. Через некоторое время в месте сли­яния капель развивается красное окрашивание, переходящая при стоянии в красно-фиолетовое (пурпуровое).

3. Количественное определение активности липазы в панкреатическом соке. Влияние желчи на активность липазы.

Принцип метода: метод основан на нейтрализации щелочью жирных кислот, образующихся при гидролизе триацилглицеридов липазой. Активность липазы выражается количеством миллилитров 0,1N NaOH, затраченного на титрование (нейтрализацию) свободных жирных кислот, образующихся при гидролизе липидов молока под влиянием 1 мл ферментного раствора.

Ход работы: Отмерить в 3 колбы (№ 1, 2 и 3) по 4 мл молока. Добавить в каждую колбу по 5 капель фенолфталеина и одинаковое количество 0,1 н NaOH до появления красной окраски (щелочь нейтрализует все кислые продукты молока). Добавить в 1-ю колбу 4 мл воды, во 2-ю – 2 мл панкреатического сока и 2 мл воды, в 3-ю – 2 мл панкреатического сока и 2 мл желчи. Все колбы поместить в термостат (38^оС) на 30 мин.

По истечении указанного времени колбы извлечь из термостата и в каждой отметить изменение цвета смеси. Содержимое колб 2-й и 3-й оттитровать 0,1 н NaOH до одинаковой окраски с пробой №1.

Рассчитать активность липазы в колбах 2 и 3 и сделать вывод.

Выполнить следующее:

1. Найти среди перечисленных жирных кислот ненасыщенные. Подобрать для каждой из них соответствующее обозначение:

Пальмитиновая а. 16:0

Олеиновая б. 18: 0

Стеариновая в. 18:1 D 9

Линолевая г. 20: 4 D 5,8,11,14

Линоленовая д. 18: 2 D 9,12

Арахидоновая е. 18: 3 D9,12,15

2. Подберите к каждому типу липидов (1 – 6) и их производных соответствующую специфическую функцию (а – е):

Витамин К е. Эмульгатор

3. Выбрать из перечисленного ниже то, что необходимо для переваривания липидов в тонком кишечнике: а) рН-7,2; б) соли желчных кислот; в) холестерин; г) панкреатическая липаза; д) жирорастворимые витамины; е)липопро­теид­липа­за

4. Выбрать из перечисленных ниже обязательные условия (или вещество), необходимые для активации липазы:

а) холестерин; б) белок; в) желчные кислоты; г) жирорастворимые витамины;

д) рН –7,2

5. Выбрать процессы, протекающие с участием желчных кислот: а) активация панкреатической липазы; б) всасывание гидрофобных продуктов переваривания в слизистую кишечника; в) эмульгирование жира; г) всасывание глицерина

6. Мицеллы желчи, образующиеся в желчном пузыре, содержат в своем составе желчные кислоты, фосфолипиды и холестерин в соотношении 12,5: 2,5: 1.0. При нарушении этого соотношения могут образовываться желчные камни, содержащие холестерин. Объясните, какую функцию выполняют желчные кислоты.

7. Выберите липопротеины, образующиеся в слизистой тонкой кишки:

а) хиломикроны; б) ЛПОНП; в) ЛНП; г) ЛВП

8. Какие последствия (из перечисленных) может иметь нарушение всасывания жиров:

а) стеаторея; б) гиповитаминоз Д; в) гиповитаминоз К; г) гипо­витаминоз С;

д) нарушение синтеза насыщенных ЖК; е) нарушение синтеза простагландинов.

9. Выберите из перечня причины нарушения переваривания и всасывания липидов:

А. Образование ХМ

Б. Ресинтез ТАГ

В. Транспорт кровью

Г. Всасывание

Д. Эмульгирование

Ж. Образование смешанных мицелл

 

Сравните Ваши ответы с эталонными. Выясните причину ошибочного ответа. Оцените работу в процентах положительных ответов.

 

Используя учебник и конспекты лекций, выполните следующее:

1.Сравните структурные формулы холестерина, желчных кислот, стероидных гормонов, витамина Д. Есть ли общее в структуре этих соединений?

2. Изобразите схему эмульгирования капли жира желчными кислотами.

3. Укажите особенности спектра липолитических ферментов в ЖКТ грудных детей; особенности всасывания продуктов переваривания, их превращений в слизистой кишечника у детей грудного возраста

4. Нарисуйте схему строения липопротеина. Назовите компоненты, которые составляют внутреннее ядро, наружную часть.

5. Объясните изменение липидограммы в течение суток: в абсорбтивный и постабсорбтивный периоды. Назовите липопротеины, которые преобладают в эти периоды в крови.

6. Заполните таблицу:

виды стеатореи	характерные приз­на­ки	причины

Проконтролируйте усвоение материала, решая следующие задачи:

1. У больного обнаружена стеаторея. Содержание желчных кислот в первой пробе при дуоденальном зондировании соответствует нормальному. Назовите возможные причины нарушения переваривания жиров и мероприятия для уточнения. Примечание: при дуоденальном зондировании получают последовательно три порции желчи, первая из них – содержимое 12-перстной кишки, вторая – содержимое желчного пузыря и третья – печеночная желчь.

2. В крови больного повышено содержание липидов. Назовите этот феномен. Как выяснить, не связано ли обнаруженное отклонение от нормы с нарушением правил отбора проб крови для анализа?

3. Рассчитайте потребность в липидах (в граммах), если 60% энерготрат организма обеспечивается углеводами, а 18% - белками (общий уровень энерготрат обследуемого – 3500 ккал).

4. Энерготраты подопытного животного обеспечивались на 18 % белками, на 70% - углеводами и на 12% - жирами. Общий уровень энерготрат – 300 ккал. Как следует увеличить содержание липидов, чтобы сохранить энергетический баланс, если количество углеводов уменьшили в рационе в 2 раза?

5. Сколько липидов растительного и животного происхождения должен содержать рацион человека, если его энерготраты составляют 3500 ккал, а на долю энерготрат, обеспечиваемых липидами, приходится 22 % всей необходимой энергии.

6. Расположите в логической последовательности представленные ниже ключевые положения, характеризующие этапы превращений липидов в желудочно-кишечном тракте: ферментативный гидролиз экзогенных жиров (используйте название процесса), активация панкреатической липазы (впишите, чем она активируется), эмульгирование экзогенного жира (назовите эмульгаторы), экзогенные жиры пищи (назовите основные пищевые липиды), секреция панкреатической липазы в ЖКТ, образование продуктов гидролиза (назовите конкретные продукты), ресинтез жиров в слизистой оболочке тонкой кишки (напишите схему процесса в виде формул), о бразование смешанных мицелл в полости тонкой кишки (назовите компоненты мицелл и значение образования); образование транспортных форм экзогенных липидов (указать конкретные формы), гидролиз транспортных форм липопротеидлипазой, транспорт липидов в кровотоке.

Обнаружение кетоновых тел.

Проба Ланге. В пробирку налить 2-3 мл мочи (сыворотки), 1 мл ледяной уксусной кислоты и 0,5 мл 5% раствора нитропруссида натрия, затем осторожно наслоить 2 мл раствора аммиака. Появление фиолетового кольца указывает на наличие кетоновых тел.

Обнаружение ацетоуксусной кислоты в моче. К 5 мл мочи прибавить по каплям 5% раствор хлорного железа – выпадает осадок. При наличии ацетоуксусной кислоты дальнейшее добавление хлорного железа ведет к появлению винно-красного окрашивания, постепенно бледнеющего при стоянии вследствие самопроизвольного декарбоксилирования ацетоуксусной кислоты.

В протоколе указать следующее: какие вещества относят к кетоновым телам; что является субстратом их образования; в какой продукт образуется при декарбоксилировании ацетоуксусной кислоты; назвать состояния, которые могут сопровождаться кетонемией и кетонурией; объяснить механизмы возникновения.

Дайте ответы или выберите правильный ответ из предложенных:

1. Какой из ферментов, катализирующих тканевой липолиз, является гормонозависимым:

Д. ни один из гормонов

7. Сравните свойства липаз, участвующих в обмене жиров в организме человека, подобрав соответствующие пары утверждений, помеченных литерами А- Д:

а. Расщепляет экзогенные жиры;

б. Расщепляет жиры в составе ХМ и ЛОНП;

в. Активируется адреналином и глюкагоном;

г. Активность зависит от присутствия желчи;

д. Локализованы в эндотелии кровеносных сосудов;

Студент должен знать

1. Строение и функции фосфолипидов и гликолипидов тканей человека (глицерофосфолипиды, сфингофосфолипиды, гликоглицеролипиды, гликосфинголипиды).

2. Катаболизм глицерофосфолипидов в тканях (ферменты, конечные продукты)

3. Синтез глицерофосфолипидов в печени.

4. Липотропные факторы (представители, их значение).

5. Строение и функции холестерола.

6. Источники холестерола в питании.

7. Синтез холестерола в тканях организма, регуляторный фермент. Эффек­торы синтеза.

8. Транспортные формы холестерола в крови, их роль в обмене холестерола.

9. Образование желчных кислот из холестерола и их выведение.

10.Гиперхолестеролемия. Биохимические основы развития атеросклероза. Коэффициент атерогенности, как показатель, характеризующий предрасположенность к развитию атеросклероза. Биохимические основы лечения гиперхолестеролемии и атеросклероза.

11. Механизм возникновения желчнокаменной болезни (холестериновые камни).

12.Типы дислипопротеинемий (гиперлипопротеинемий). Причины развития.

 

Студент должен уметь:

1. С вязать процессы синтеза нейтрального жира и глицерофосфолипидов в печени.

2. Количественно определить содержание холестерола в сыворотке крови и анализировать полученные результаты.

3. Оценить состояние липидного обмена по биохимическим показателям: содержание в сыворотке крови общих липидов, фосфолипидов, общего хо­лестерола, НЭЖК, холестеринового атерогенного коэффициента.

 

Студент должен иметь представление:

1. О биосинтезе и катаболизме сфинголипидов, гликоглицеролипидов, гликосфинголипидов, о сфинголипидозах.

2. О биосинтезе холестерола на отрезке мевалоновая кислота → холестерол

 

Сведения из базовых дисциплин, необходимые для изучения темы:

1. Химическое строение сложных липидов и их химико-физические свойства.