Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: Археология Биология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Техника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ? Влияние общества на человека Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления	Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ Дидактическая единица №1 «переваривание и всасывание углеводов. Обмен гликогена» Стр 1 из 29Следующая ⇒ Обмен углеводов. Патохимия. Возрастные особенности   Учебно-методическое пособие                                                               Екатеринбург  2011 УДК 547 (075.8)  И.В. Гаврилов, В.Н. Мещанинов, С.Д. Трубачев Обмен углеводов. Патохимия. Возрастные особенности. Учебно-методическое пособие. Екатеринбург: УГМА, 2011 - 130 с.  ISBN                                                                                   978-5-89845-473-4     Учебное пособие для студентов 2 курса педиатрического и лечебно-профилактического факультетов медицинских ВУЗов входит в единый комплекс методических пособий по биохимии, подготовленных кафедрой биохимии ГБОУ ВПО УГМА Минздравсоцразвития.                         Пособие нацеливает студентов на понимание роли фундаментальных знаний по обмену углеводов в организме человека в норме и при основных патологиях, формирует базу для клинического мышления врача на профилактическом этапе, клинической лабораторной биохимической диагностике заболеваний, связанных с нарушением углеводного обмена у взрослых, детей и пациентов пожилого и старческого возраста, объясняет с позиций метаболизма механизм действия основных лечебных мероприятий и фармпрепаратов при лечении нарушений углеводного обмена. Пособие содержит теоретический материал и описание лабораторно-практических занятий, контрольные и тестовые вопросы по теме, дополняет существующие учебники в части возрастных особенностей углеводного обмена у детей, а также людей пожилого и старческого возраста в норме и при типичной патологии.                                            Пособие может быть использовано при изучении биохимии, фармакологии, нормальной и патологической физиологии, токсикологии и других естественнонаучных дисциплин. Ответственный редактор д.х.н. В.Д. Тхай                                                                                  Рецензенты:   д.м.н. И.В. Вахлова   д.м.н. В.С. Мякотных           ISBN                                                                  978-5-89845-473-4                                                                                 © УГМА, 2011                                                                                 © Гаврилов И.В., 2011                                                                                 © Мещанинов В.Н., 2011                                                     © Трубачев С.Д.  ОГЛАВЛЕНИЕ 1. 2. 3.     4.   5.   6.     7. 8.   9.   10. Введение………………………………………………………………………………………………………………………………. Список сокращений……………………………………………………………………………………………………………… Дидактическая единица  №1 «Переваривание и всасывание углеводов. Обмен гликогена» 3.1. Учебное задание для студентов №1…………………………………………………………………………….. 3.2. Методические указания к лабораторным работам……………………………………………………. 3.3. Лекция №1…………………………………………………………………………………………………………………….. 3.4. Вопросы, входящие в рубежный контроль…………………………………………………………………. 3.5. Тестовые вопросы для самоподготовки……………………………………………………………………… Дидактическая единица №2 «Катаболизм моносахаридов» 4.1. Учебное задание для студентов №2…………………………………………………………………………….. 4.2. Методические указания к лабораторным работам…………………………………………………….. 4.3. Лекция №2…………………………………………………………………………………………………………………….. 4.4. Вопросы, входящие в рубежный контроль…………………………………………………………………… 4.5. Тестовые вопросы  для самоподготовки …………….………………………………………………………. Дидактическая единица №3 «ПФШ и глюконеогенез. Регуляция обмена углеводов» 5.1. Учебное задание для студентов №3…………………………………………………………………………….. 5.2. Методические указания к лабораторным работам……………………………………………………. 5.3. Лекция №3…………………………………………………………………………………………………………………….. 5.4. Вопросы, входящие в рубежный контроль………………………………………………………………… 5.5. Тестовые вопросы для самоподготовки ……………………………….…………………………………… Дидактическая единица №4 «Обмен инсулина и биохимия сахарного диабета» 6.1. Учебное задание для студентов №4…………………………………………………………………………….. 6.2. Методические указания к лабораторным работам……………………………………………………. 6.3. Лекция №4.1………………………………………………………………………………………………………………….. 6.4. Лекция №4.2………………………………………………………………………………………………………………….. 6.5. Вопросы, входящие в рубежный контроль…………………………………………………………………… 6.6. Тестовые вопросы для самоподготовки ……………………………………………………………………… Вопросы к итоговому экзамену по теме «Биохимия углеводов»……………………………………… Тестовые вопросы по теме ДМ №2  «Обмен углеводов. Патохимия. Возрастные особенности»………………………………………………………………………………………………………………………… Балльно-рейтинговая оценка достижений студента по ДМ №2 «Обмен углеводов. Патохимия. Возрастные особенности»…………………………………………………………………………..…… Список литературы…………………………………………………………………………………………………………..….. 4 5     6 7 9 27 28   32 33 36 48 48   52 53 54 65 65   69 70 72 80 97 98 104   105   136 137 ВВЕДЕНИЕ   Биохимия углеводов – один из самых интенсивно изучаемых разделов науки. Однако, при знакомстве с этим разделом на кафедре биохимии студенты испытывают ряд затруднений, связанных с практически полным отсутствием в учебных изданиях материала, касающегося возрастных особенностей протекания биохимических процессов, что важно для врача-педиатра, имеющего дело с детьми, и врача лечебника – выпускника лечебно-профилактического факультета, который будет оказывать медицинскую помощь людям пожилого и старческого возраста.   Существующие учебники по биохимии традиционно кратко излагают вопросы патохимии заболеваний, в основе которых лежит нарушение преимущественно углеводного обмена. Возрастным биохимическим особенностям и лабораторным нормативам традиционно не уделяется внимание в учебной литературе при изложении вопросов лабораторной биохимической диагностики типичных и наиболее распространенных патологий углеводного обмена (ферментопатии, гликогенозы, сахарный диабет).     Учебники, как правило, не предлагают контрольные тестовые вопросы по теме, с которыми студент имеет дело при обучении на этапе аттестации.     Поэтому в пособие для удобства студента включены по теме углеводы и все учебно-методическое сопровождение этой темы в виде теоретического материала, контрольных вопросов, лабораторного практикума, тестовых контрольных вопросов с указанием правильных ответов.     Учебно-методическое пособие полностью соответствует содержанию дисциплинарного модуля, рассчитанного на 4 лекции, 4 практических занятий с информацией, необходимой для лабораторного практикума. Отдельные разделы в каждой дидактической единице посвящены вопросам нарушения углеводного обмена в терапевтической и педиатрической клинике, референтным значениям лабораторно-диагностических показателей в детском, пожилом и старческом возрасте, их лабораторно-диагностическому значению.        Таким образом, учебно-методическое пособие содержит всю необходимую информацию и создает условия для формирования достаточной базы знаний, умений и навыков у студента 2 курса медицинского вуза по теме «углеводы».   Авторы     СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ α-КГ - α - кетоглутарат АД - артериальное давление АДФ - аденозиндифосфорная кислота АК - аминокислота АКТГ - адренокортикотропный гормон АМФ - аденозинмонофосфат АТФ - аденозинтрифосфат АЦ - аденилатциклаза ГА - глицериновый альдегид ГАГ - гликозаминогликаны ГАЛТ - галактозо-1-фосфатуридинтрансфераза ГДФ - гуанозиндифосфат ГИП - гастроингибирующий полипептид ГЛ - глюкоза ГЛ-1(6)ф - глюкозо - 1(6)фосфат ГНГ - глюконеогенез ГТТ - глюкозотолерантный тест ГТФ - гуанозинтрифосфат ДАГ - диацилглицеролы ДАФ - диоксиацетонфосфат ДГ - дегидрогеназа ЖК - жирные кислоты ЖКТ - желудочно-кишечный тракт ИЗСД - инсулинзависимый сахарный диабет ИНСД - инсулиннезависимый сахарный диабет ИФ - инозинфосфат КК - креатинкиназа КТ - кетоновые тела ЛДГ - лактатдегидрогеназа ЛП - липопротеины ЛПВП - липопротеины высокой плотности ЛПЛ - липопротеинлипаза ЛПНП - липопротеины низкой плотности ЛПОНП - липопротеины очень низкой плотности ЛППП - липопротеины промежуточной плотности +М - положительный модулятор -М - отрицательный модулятор МАПК - митогенактивируемая протеинкиназа МК - молочная кислота НАДН - никотинамидадениндинуклеоти́д НАДН2 - никотинамидадениндинуклеотид восстановленный     ПВК - пировиноградная кислота ПК - протеинкиназа ПОЛ - перекисное окисление липидов ПФШ(П,Ц) - пентозофосфатный шунт (путь, цикл) РНК - рибонуклеиновая кислота Р-Р - раствор РФФ - фактор роста фибробластов СД - сахарный диабет СЖК - свободные жирные кислоты СРО - свободнорадикальное окисление СТГ - соматотропный гормон ТГ - триглицериды ТДФ - тиаминдифосфат ТПФ - тиаминпирофосфат ТТГ - тиреотропный гормон ТФР - тромбоцитарный фактор роста УДФ - уридиндифосфат ФАД - флавинадениндинуклеотид ФАДН2 - флавинадениндинуклеотид восстановленный ФГА - фосфоглицериновый альдегид ФГК - фосфоглицериновая кислота ФДЭ - фосфодиэстераза ФЛ - фосфолипиды Фн - фосфор неорганический ФПФ - фосфопротеинфосфатаза ФРЭ - фактор роста эпидермиса ФЭП - фосфоенолпируват ХС - холестерин цАМФ - циклический аденозин-3',5'-монофосфат ЦНС - центральная нервная кислота ЦОФ - цепь окислительного фосфорилирования ЦТК - цикл трикарбоновых кислот, цикл Кребса ЩУК - щавелевоуксусная кислота ЭПР - эндоплазматический ретикулум IR - рецептор инсулиновый IRS - субстрат инсулинового рецептора     УЧЕБНОЕ ЗАДАНИЕ ДЛЯ СТУДЕНТОВ № 1 1. Тема занятия: Биохимические механизмы переваривания, всасывания углеводов и обмена гликогена. 2. Учебная цель занятия: Ознакомиться со структурой, функцией, принципами нормирования суточной потребности углеводов, биохимическими механизмами их переваривания, всасывания и тканевого обмена гликогена. Задачи занятия: 1. Повторить номенклатуру, классификацию, строение, свойства, биологическую роль углеводов. 2. Изучить принципы нормирования суточной потребности углеводов. 3. Разобрать биохимические механизмы переваривания, всасывания углеводов и обмена гликогена. 4. Разобрать причины и механизмы мальабсорбции углеводов и гликогеновых болезней. 5. Получить навыки проведения экспериментальной работы по экстрагированию гликогена из ткани животного, его ферментативного расщепления и обнаружения убыли фосфорной кислоты, доказывающей течение фосфоролиза. По теме занятия студент должен знать принципы нормирования суточной потребности углеводов, биохимические механизмы переваривания и всасывания, обмен гликогена и его регуляции уровня сахара в крови. По теме занятия студент должен уметь отвечать на вопросы преподавателя или тестового контроля, воспроизводить последовательность реакций обмена гликогена, предсказывать метаболические нарушения и клинические последствия при нарушении функции отдельных ферментов обмена гликогена. Проводить экстрагирование гликогена из печени крысы и его качественное обнаружение. 4. Продолжительность занятия в академических часах: 3 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ ПО ТЕМЕ I. Повторить: строение, классификацию, номенклатуру, биологическую роль каждого класса углеводов. II. Принципы нормирования и суточные нормы углеводов в питании. III. Механизмы переваривания и всасывания углеводов. 1. Характеристика и действие ферментов участвующих в полостном и пристеночном пищеварении. 2. Механизмы всасывания углеводов (диффузия, облегченный и активный транспорт). 3. Нарушение переваривания и всасывания углеводов – синдром мальабсорбции: биохимические причины, метаболические нарушения, механизмы развития ведущих типовых симптомов, их последствия. IV. Обмен глюкозо-6-ф. 1. Схема и значение путей. 2. Реакции образования и распада глюкозо-6-ф до глюкозы и Фн. Регуляция, тканевые особенности. V. Обмен гликогена. Схема и реакции, тканевые особенности, механизмы регуляции (ковалентная, аллостерическая,индукция-репрессия, роль гормонов) Химическая природа и обмен адреналина и глюкагона. Нарушение обмена гликогена: биохимические причины, последствия (понятия о гликогеновых болезнях). VI. Возрастные собенности переваривания, всасывания углеводов и обмена гликогена у людей разного возраста.   Подготовка экспериментальных животных.   За сутки до начала эксперимента отсаживается две одинаковых по возрасту и массе крысы – контрольная и опытная. Опытную крысу прекращают кормить, контрольную продолжают в обычном режиме. Реагенты (мл).	Пробирки
Контроль	Опыт 1	Опыт 2
Н2О	1,0
Фильтрат гликогена печени сытой крысы		1,0
Фильтрат гликогена печени голодной крысы			1,0
Р – р. Люголя (капли)	1	1	1
Окраска

Сравнить окраску и сделать вывод о содержании гликогена в печени голодного и сытого животного, объяснить полученный результат.

Работа № 2. Фосфоролиз гликогена и открытие фосфорной кислоты.

Ход работы:

1. Извлечение активного фермента - гликогенфосфорилазы.

0,5 г сырой печени поместить в ступку, добавить 4 мл фосфатного буфера и 4 мл р-ра NaF (для предотвращения утилизации Гл1ф), растереть пестиком до гомогенного состояния, при этом фермент перейдет в раствор.

Проведение фосфоролиза.

В две чистые пробирки поместить по 2 мл гомогената, содержащего активный фермент. В первую пробирку (опыт) добавить 2 мл фильтрата или раствора гликогена,  во вторую пробирку (контроль) добавлять ничего не нужно.

Обе пробирки термостатировать в течение 40 минут при температуре 39 градусов. В это время в опытной пробирке идет фосфоролиз с использованием фосфорной кислоты, а в контрольной нет, так как она не содержит субстрата – гликогена.

По истечении инкубационного времени в контрольную пробирку внести 2 мл р-ра гликогена и в обе пробирки по 2 мл 20% раствора ТХУ к-ты. Все оставить на 5 мин.

при комнатной температуре для денатурации белков и остановки реакций. Растворы обеих пробирок отфильтровать в чистые пробирки с последующим проведением в них цветной реакции на фосфорную кислоту, по приведенному ниже (табл. 2) составу реакционной смеси.

 

Таблица 2. Состав реакционных смесей

Реагенты (мл).

Пробирки.

Опыт Контроль Безбелковый фильтрат 2,0 2,0 Молибдат аммония 1,0 1,0 Эйконоген 0,1 0,1

Через 2 минут инкубации при комнатной температуре сравнить интенсивность окраски в опыте и контроле, сделать вывод о наличие функционирующего фермента, указать значение для организма фосфоролиза.

 

ЛЕКЦИЯ № 1

Классификация

      По способности к гидролизу на мономеры все углеводы делят на:

1. Моносахариды – углеводы, которые не гидролизуются с образованием более простых углеводов;                                                                                                                  Моносахариды по положению оксогруппы делятся:
• Альдозы (рибоза, ксилоза, глюкоза),
• Кетозы (рибулоза, ксилулоза, фруктоза)

Моносахариды по количеству атомов углерода делятся на:

· Триозы (глицериновый альдегид),

· Тетрозы (эритроза)

· Пентозы (рибоза, ксилоза),

· Гексозы (глюкоза, галактоза, фруктоза)

· Гептозы

· Октозы

1. Дисахариды – углеводы, которые гидролизуются до 2х моносахаридов. Представители: лактоза, мальтоза, изомальтоза.
2. Олигосахариды – углеводы, которые гидролизуются с образованием 2-10 моносахаридов.

Олигосахара являются фрагментами гликолипидов, гликопептидов.

1. Полисахариды – углеводы, при гидролизе которых образуется более 10 моносахаридов (от десятков до несколько тысяч).

Полисахариды по продуктам гидролизы делятся:

• Гомополисахариды - полимеры, состоящие из одного мономера, которые гидролизуются с образованием одного вида моносахарида (гликоген, крахмал).
• Гетерополисахариды - полимеры, состоящие из биозных фрагментов, которые гидролизуются с образованием несколько видов моносахаридов (гиалуроновая кислота, гепарин, ходроитинсульфаты, гепарансульфаты, кератансульфаты).

Примечание

* В ди -, олиго- и полисахаридах моносахариды соединены о-гликозидной связью. Обычно эта связь образуется между гликозидной группой одного моносахарида и гидроксильной группой у 4-го атома углерода следующего моносахарида (1,4-гликозидная связь). Гликозидная связь гидролизуется в кислой среде и под действием специфических ферментов.

Моносахариды

1. Нейтральные бесцветные кристаллические вещества, сладкие на вкус, хорошо растворимы в воде, имеют низкую температуру плавления.

2. Моносахариды содержат хиральные атомы углерода, благодаря которым они обладают оптической изомерией. У человека практически все моносахариды имеют D-форму. Графически моносахариды изображаются согласно правилу Фишера (проекция Фишера).

3. Моносахариды вступают в химические реакции, свойственные карбонильной и гидроксильной группам.

4. При окислении альдегидной и гидроксильной группы у последнего атома углерода альдозы превращаются в кислоты (оновые, аровые, уроновые).

5. При восстановлении оксогруппы (альдегидной или кето) альдозы и кетозы превращаются в многоатомные спирты.

6. У моносахаридов оксогруппа и гидроксильная группа у удаленного атома углерода (С4, С5) способны обратимо вступать в реакцию с образованием полуацеталя. В результате моносахарид образует циклическую форму (фуранозный 5-членный или пиранозный 6-членный цикл). В этой реакции возникает новый хиральный атом, который называется аномерный. Благодаря этому хиральному атому у моносахарида появляется дополнительно 2 оптических изомера α- и β-аномера. Графически о циклическая форма моносахарида изображается правилам Хеуорса (формула Хеуорса). Находящаяся у аномерного атома - ОН группа называется гликозидной, благодаря отрицательному индуктивному эффекту со стороны кислорода, находящимся в фуранозном или пиранозном цикле, она обладает большей реакционной способностью по сравнение с обычной гидроксильной группой – ОН.

 

Название	Формула отрытая (проекция Фишера)	Формула циклическая (формула Хеуорса)
Рибоза	D-Рибоза
Глюкоза	D-Глюкоза	β-D-Глюкопираноза  α-D-Глюкопираноза
Галактоза	D-Галактоза	α-D-Галактопираноза
Фруктоза	D -Фруктоза	β-D-фруктофураноза

Производные моносахаридов

Уроновые кислоты-органические вещества, относящиеся к моносахаридам, отличаются присутствием карбоксильной группы (– COOH) вместо первичной гидроксильной (– CH₂OH). Входят в состав глюкополисахаридов.

                                       

Фукоза- 6-дезоксигалактоза, моносахарид, относящийся к дезоксигексозам. Входит в состав олигосахаров, определяет группы крови и антигенную специфичность тканей.

                                                

Нейраминовая кислота-5-амино-3,5-дезокси-D-глицеро-D-галактононулозоновая кислота, производное ПВК и гексоз. Входит в состав гликолипидов и гликопротеидов, участвует в связывании вирусов и нейротоксинов.

 

Сиаловые кислоты - одноосновные полиоксиаминокислоты, производные нейраминовой кислоты. Входят в состав олигосахаров в качестве концевых фрагментов гликопротеинов и гликолипидов, определяющих антигенные свойства ткани.              

Дисахариды

1. По физико-химическим свойствам дисахариды похожи на моносахариды. Это нейтральные бесцветные кристаллические вещества, сладкие на вкус, хорошо растворимы в воде, имеют низкую температуру плавления.
2. В дисахаридах моносахариды соединены через гликозидную связь. Благодаря гликозидной группе дисахариды способны к гидролизу (условие кислая среда или действие специфического фермента) с образованием 2 моносахаридов.
3. Если гликозидная группа у второго моносахарида свободна, то дисахарид способен окислятся до бионовой кислоты (лактоза → лактобионовая кислота). Такой дисахарид называется редуцирующим. Если две гликозидных группы заняты образованием гликозидной связи, то такой дисахарид не окисляется и называется нередуцирующим (сахароза).

 

Название	Формула циклическая (формула Хеуорса)
β-лактоза	β-Лактоза (связь в-1, 4)
Сахароза	Сахароза (связь α-1, 2)
Мальтоза	Мальтоза (связь α-1, 4)

Полисахариды

1. Это нейтральные (гликоген, крахмал) или кислые (хондроитинсульфаты) белые аморфные вещества, как правило, плохо растворимые или нерастворимые в воде.
2. Как и дисахариды, полисахариды состоят из моносахаридов соединенных гликозидной связью, благодаря чему способны к гидролизу в кислой среде или под действием ферментов с образованием моносахаридов.

 

Название	Формула циклическая (формула Хеуорса)
Крахмал (амилоза + амилопектин)	Биозный фрагмент амилозы (связь α-1, 4)
	Фрагмент амилопектина (Основная связь α-1, 4, ветвление α-1, 6 через 20-25 остатков глюкозы)
Целлюлоза	Биозный фрагмент целлюлозы (связь β -1, 4)
Гликоген	Фрагмент гликогена (Основная связь α-1, 4, ветвление α-1, 6 через 8-12 остатков глюкозы)
Гиалуроновая кислота	биозный фрагмент гиалуроновой кислоты 1. D-глюкуроновая кислота ( β -1, 3) 2. N-ацетил- D-глюкозамин ( β -1, 4)
Хондроитин-6-сульфат	биозный фрагмент хондроитин-6-сульфата 1. D-глюкуроновая кислота ( β -1, 3) 2. N-ацетил- D-галактозамин-6-сульфат ( β -1, 4)
Гепарин	биозный фрагмент гепарина (α1-4 связь) 1. D-глюкуроновая кислота (α-1, 4) 2. N-ацетил- D-глюкозозамин- 6-сульфат ( β -1, 4)

Функции углеводов

Моносахариды – углеводы, которые не гидролизуются до более простых углеводов.

Моносахариды

· выполняют энергетическую функцию (образование АТФ).

· выполняют пластическую функцию (участвуют в образовании ди -, олиго-, полисахаридов, аминокислот, липидов, нуклеотидов).

· выполняют детоксикационную функцию (произ­водные глюкозы, глюкурониды, участвуют в обезвреживании токсичных метаболитов и ксенобиотиков).

· являются фрагментами гликолипидов (цереброзиды).

Дисахариды – углеводы, которые гидролизуются на 2 моносахарида. У человека образуется только 1 дисахарид - лактоза. Лактоза синтезируется при лактации в молочных железах и содержится в молоке. Она является:

· источником глюкозы и галактозы для новорожденных;

· участвует в формировании нормальной микрофлоры кишечника у новорожденных.

Олигосахариды – углеводы, которые гидролизуются на 3 - 10 моносахаридов.

Олигосахариды являются фрагментами гликопротеинов (ферменты, белки-транспортёры, белки-рецепторы, гормоны), гликолипидов (глобозиды, ганглиозиды). Они образуют на поверхности клетки гликокаликс.

Полисахариды – углеводы, которые гидролизуются на 10 и более моносахаридов. Гомополисахариды выполняют запасающую функцию (гликоген – форма хранения глюкозы). Гетерополисахариды (ГАГ) являются структурным компонентом межклеточного вещества (хондроитинсульфаты, гиалуроновая кислота), участвуют в пролиферации и дифференцировке клеток, препятствуют свертыванию крови (гепарин).

Углеводы пищи. Нормы и принципы нормирования в суточной пищевой потребности. Биологическая роль. В пище человека в основном содержатся по­лисахариды — крахмал, целлюлоза растений, в меньшем количестве - гликоген животных. Источником сахарозы служат растения, особенно сахарная свёкла, сахарный тростник.Лактоза поступает с молоком млекопитающих (в коровьем мо­локе до 5% лактозы, в женском мо­локе — до 8%). Фрукты, мёд, соки содер­жат небольшое количество глюкозы и фруктозы. Мальтозаесть в солоде, пиве.

Углеводы пищи являются для организма человека в основном источником моносахаридов, преимущественно глюкозы. Некоторые полисахариды: целлюлоза, пектиновые вещества, декстраны, у человека практически не перевариваются, в ЖКТ они выполняют функцию сорбента (выводят холестерин, желчные кислоты, токсины и д.р.), необходимы для стимуляции перистальтики кишечника и формирования нормальной микрофлоры.

Углево­ды — обязательный компонент пищи, они составляют 75% массы пищевого рациона и дают более 50% необходимых калорий. У взрослого человека суточная потребность в углеводах 400 г/сут, в целлюлозе и пектине до 10-15 г/сут. Рекомендуется употреблять в пищу больше сложных полисахаридов и меньше моносахаров. У детей потребность в углеводах и других химических пищевых веществах рассчитывается в зависимости от возраста (табл. 3)

Таблица 3. Суточная потребность в питательных веществах у детей раннего возраста

Возраст, мес.	Энергия, ккал/кг	Белки, г/кг		Жиры, г/кг		Углеводы, г/кг
		Всего	в т.ч. животные	Всего	в т.ч. растительные
0-3	115-125	2-4	2-4	6,5	-	13
4-6	110-115	2-4	2-4	6	3	13
7-12	105-110	2-4	1,5-3	5,5	3	13

 

 У детей первого года жизни содержание углеводов, обеспечивающее потребность в калориях, составляет 40%. После года оно возрастает до 60%. В первые месяцы жизни потребность в углеводах покрывается за счет молочного сахара - лактозы, входящей в состав женского молока. При искусственном вскармливании с молочными смесями ребенок также получает сахарозу и мальтозу. После введения прикорма в организм начинают поступать полисахариды (крахмал, частично гликоген), которые в основном покрывают потребности организма в углеводах. Для детей суточная потребность глюкозы равна 2-4 г/кг массы тела.

Переваривание углеводов

Переваривание - это процесс гидролиза веществ до их ассимилируемых форм. Переваривание бывает:

1) Внутриклеточное (в лизосомах);

2) Внеклеточное (в ЖКТ):

а) полостное (дистантное);

б) пристеночное (контактное).

Метаболизм гликогена

Многие ткани в качестве резервной формы глюкозы синтезируют гликоген. Синтез и распад гликогена в печени поддерживают нормальный уровень глюкозы в крови.

Гликоген — разветвлённый гомополисахарид глюкозы с массой >10⁷Да (50000 остатков глюкозы), в котором остатки глюкозы соединены в линейных участках α -1,4-гликозидной связью. В точках ветвления, примерно через каждые 10 остатков глюкозы, мономеры соединены α -1,6-гликозидными связями. Гликоген, водонерастворим, хранится в цитозоле клетки в форме гранул диаметром 10-40 нм. Гликоген депонируется главным образом в печени (до 5%) и скелетных мышцах (до 1%). В организме может содержаться от 0 до 450г гликогена.

Разветвлённая структура гликогена способствует работе ферментов, отщепляющих или присоединяющих мономеры.

Регуляция обмена гликогена

 

Метаболизм гликогена контролируется гормонами: в печени (рис.3) - инсулином, глюкагоном, адреналином; в мышцах (рис.4) - инсулином и адреналином, которые регулируют фосфорилирование /дефосфорилирование 2 ключевых ферментов гликогенсинтазы и гликогенфосфорилазы.

АТФ

АДФ

Глюкоза-1-ф Гликоген

ПК А*

Гликогенфосфорилаза

Гликогенфосфорилаза

АТФ

АДФ

Киназа фосфорилазы

АТФ

АДФ

Киназа фосфорилазы

ПК КМ

ПК КМ

4Са2+ КМ

ПК С

ПК С

Са2+, ДАГ

ФПФ

Н2О

Фн

ФПФ

Н2О

Фн

ФПФ

АТФ

АДФ

Гликогенсинтаза

Гликогенсинтаза

цАМФ

Цитоплазмати- ческая мембрана

β2

АЦ

G

АТФ

Г

ГТФ

ГДФ

Глюкагон Адреналин

АМФ

α 1

Г

G

ФЛ С

ФИФ2

ИФ3

ДАГ

Адреналин

ЭПР

ГТФ

ГДФ

ПЕЧЕНЬ

Г

инсулин

Са2+

Са2+

+

+

+

Ras- путь

ПК

4 Са2+ + Кальмодулин (КМ)

ПК А

цитоплазма

ПК А*

ФДЭ

ФДЭ

Ras- путь

4Са2+КМ

ФПФ

Киназа фосфорилазы

 

Рис.3 Метаболизм гликогена в печени

АТФ

Глюкоза-1-ф Гликоген

ПК А*

Гликогенфосфорилаза

Гликогенфосфорилаза*

АТФ

АДФ

Киназа фосфорилазы

АТФ

АДФ

Киназа фосфорилазы

ФПФ

Н2О

Фн

ФПФ

Н2О

Фн

ФПФ

АТФ

АДФ

Гликогенсинтаза

Гликогенсинтаза

цАМФ

Цитоплазмати- ческая мембрана

β2

АЦ

G

АТФ

Г

ГТФ

ГДФ

Адреналин

АМФ

α 1

Г

G

ФЛ С

ФИФ2

ИФ3

ДАГ

Адреналин

ЭПР

ГТФ

ГДФ

Г

инсулин

Са2+

Са2+

+

+

+

Ras- путь

ПК

4 Са2+ + Кальмодулин (КМ) → 4Са2+КМ

ПК А

цитоплазма

ПК А*

ФДЭ

ФДЭ

Ras- путь

4Са2+КМ

ФПФ

Киназа фосфорилазы

+ 2АМФ

- 2АМФ

АДФ

Рис.4 Метаболизм гликогена в мышцах

При недостаточном уровне глюкозы в крови выделяется гормон глюкагон, в крайних случаях – адреналин. Они стимулируют фосфорилирование гликогенсинтазы (она инактивируется) и гликогенфосфорилазы (она активируется). При повышении уровня глюкозы в крови выделяется инсулин, он стимулирует дефосфорилирование гликогенсинтазы (она активируется) и гликогенфосфорилазы (она инактивируется). Кроме того, инсулин индуцирует синтез глюкокиназы, тем самым, ускоряя фосфорилирование глюкозы в клетке. Всё это приводит к тому, что инсулин стимулирует синтез гликогена, а адреналин и глюкагон – его распад.