Регуляция обмена углеводов (семинар).

Цель занятия. Закрепить знания студентов об основных путях метаболизма углеводов, о клеточных и нейро-гуморальных механизмах регуляции углеводного обмена.

Содержание занятия.

– контроль выполнения заданий по самоподготовке;

– выполнение заданий тестового контроля;

– решение ситуационных задач;

– прослушивание и обсуждение реферативных сообщений;

– контроль усвоения темы путем устного собеседования с преподавателем.

Примерные темы реферативных сообщений по УИРС:

1. Строение и синтез пептидогликана.

2. Аэробный рост бактерий на продуктах окисления глюкозы.

3. Метаболическое разнообразие аэробных гетеротрофов.

4. Катаболическая активность аэробных гетеротрофов.

5. Химизм и биороль апотомического окисления глюкозы.

6. Обмен фруктозы и галактозы.

Методические указания к самоподготовке

 

Для последовательного усвоения материала выполните задания:

1. Напишите три необратимые фазы гликолиза и представьте реакции, позволяющие их обойти в ходе глюконеогенеза, укажите ферменты.

3. Изобразите общую схему глюконеогенеза из аминокислот, глицерина и молочной кислоты.

4. Рассчитайте энергетические затраты (в АТФ) на синтез глюкозы из двух молекул молочной кислоты.

5. В каких тканях протекает глюконеогенез и какова биологическая роль этого цикла?

6. Вспомните, как осуществляется синтез углеводов в растениях (цикл Кальвина).

7. Выделите две основные фазы апотомического окисления глюкозы.

8. Напишите химизм реакций окислительной фазы. Укажите ферменты.

9. Схематически изобразите пути образования 5 молекул глюкозо-6-фосфата из 6 молекул пентозофосфатов в неокислительной фазе.

10. Выпишите ключевые ферменты окислительной и неокислительной фазы апотомического окисления глюкозы.

11. Какова биологическая роль прямого окисления глюкозы.

12. Найдите общие метаболиты апотомического и дихотомического окисления глюкозы. Поясните, почему прямое окисление глюкозы получило название пентозофосфатного шунта.

13. Напишите путь превращений Энтнера-Дудорова от 6-фосфоглюконовой кислоты. Почему этот процесс с энергетичсеской точки зрения менее выгоден, чем гликолиз?

14. Представьте путь превращений фруктозы с участием фруктокиназы и фруктозо-1-фосфатальдолазы.

15. Напишите основной метаболический путь превращений галактозы в глюкозо-6-фосфат с указанием ферментов.

16. Охарактеризуйте фруктозурию и галактоземию как энзимопатии.

17. Охарактеризуйте филогенетически сложившиеся уровни регуляции обмена в организме животных и человека: клеточный, гуморальный, нервный.

18. Приведите примеры механизмов регуляции по принципу обратной аллостерической регуляции, регуляции при изменении концентрации субстрата и путем изменений концентрации фермента.

19. Представьте доказательства участия нервной системы в регуляции обмена углеводов.

20. Вспомните механизм саморегуляции уровня сахара крови.

21. Выпишите ключевые аллостерические регуляторные ферменты расщепления гликогена, гликолиза, глюконеогенеза, окислительной и неокислительной фаз апотомического окисления глюкозы.

22. Схематически представьте основные пункты действия на углеводный обмен глюкагона, адреналина, глюкокортикоидов, гормона роста и инсулина.

Примеры тестов контроля исходного уровня знаний

Задание 1. Выберите один наиболее верный ответ.

1.1. Энергетические расходы в глюконеогенезе на одну молекулу глюкозы из двух молекул пировиноградной кислоты составляют... АТФ.

А. 4

Б. 2

В. 1

Г. 6

Д. 3

1.2. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы....

А. поставляет HAДН + Н⁺ и пировиноградную кислоту

Б. поставляет НАДФН + Н⁺ и рибозо-5- фосфат

В. образует 3-фосфоглицериновый альдегид

Г. поставляет электроны для дыхательной цепи

Д. образует фруктозо-6-фосфат

Задание 2. Установите соответствие.

2.1.

Реакция:	Путь окисления глюкозы:
1. 6-фосфоглюконат → 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконат 2. фосфоглюконат → рибулозо-5-фосфат 3. глюкозо-6-фосфат → фосфоглюконолактон 4. 2-кето-3-дезокси-6-фосфоглюконат → пируват + глицеральдегидфосфат 5. глицеральдегидфосфат → 1,3-дифосфоглицерат	А. гликолиз Б. пентозофосфатный путь В. Путь Энтнера-Дудорова

2.2.

Гормон – индуктор фермента:	Фермент:
1. инсулин 2. глюкагон 3. адреналин	А. глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа Б. транскетолаза В. фосфорилаза Г. фосфоенолпируваткарбоксикиназа Д. фруктозо-1,6-дифосфатаза Е. глюкозо-6-фосфатаза

Задание 3. Выберите сочетание правильных ответов.

3.1. Общими метаболитами для пентозного цикла и гликолиза являются...

1.фруктозо-6-фосфат

2. пировиноградная кислота

3. глицеральдегидфосфат

4. рибозо-5-фосфат

5. НАДН+Н⁺

3.2. Установите правильную последовательность процесса глюконеогенеза из липидов:

1. липиды

2. глюкоза

3. фруктоза-1,6-бисфосфат

4. глицерин

5. глицерол-3-фосфат

6. диоксиацетонфосфат

7. глюкозо-6-фосфат

8. фруктозо-6-фосфат

Задание 4. Определите правильность утверждений в предложении и установите наличие причинной связи между ними.

4.1. Глюкокортикоиды стимулируют глюконеогенез, потому что являются индукторами синтеза ключевых ферментов глюконеогенеза.

4.2. Все реакции глюконеогенеза являются обращением глюколиза, за исключением трех необратимых, потому что на этих этапах используются другие ферменты.

Примеры ситуационных задач

Задача 1.

Установлено, что при обычном питании фруктоза обеспечивает примерно 10% энергетической ценности пищи. Особенно богаты этим моносахаридом фрукты и мед. Фруктоза отличается от глюкозы гораздо большей скоростью окисления, даже у больных сахарным диабетом фруктоза выводится из крови с такой же скоростью, как и у здоровых лиц. Объясните, почему фруктоза метаболизируется быстрее, чем глюкоза?

Задача 2.

Являются ли инсулин и адреналин в управлении углеводным обменом в печени антагонистами или синергистами? Имеет место косвенное или прямое взаимодействие?

Эталоны ответов на тестовые задания

1.1. – Г

1.2. – Б

2.1. – 1-В, 2-Б, 3-Б, 4-В, 5-А

2.2. – 1-Б; 2-В,Г,Д,Е; 3-В

3.1. – 1,3

3.2. – 1→4→5→6→3→8→7→2

4.1. – А (+ + +)

4.2. – В (+ + -)