Методические указания

к практическим занятиям для студентов медицинского факультета.

ЗАНЯТИЕ № 4 (практическое - 6 часов)

 

Тема 1: Специфические пути катаболизма углеводов. Анаэробное окисление глюкозы.

Тема 2: Аэробное окисление глюкозы. Альтернативные пути обмена моносахаридов.

 

Цель: Объяснять биохимические закономерности внутриклеточного метаболизма углеводов: анаэробное и аэробное окисление глюкозы; биохимические закономерности альтернативных путей обмена моносахаридов: пентозофосфатный путь окисления глюкозы, пути превращения фруктозы и галактозы.

 

Профессиональная ориентация студентов:

Содержание глюкозы в крови является основным показателем углеводного обмена, определение которого позволяет диагностировать такие заболевания как сахарный диабет, острый панкреатит, изменения гормональной активности щитовидной железы, гипофиза, надпочечников.

Анаэробный распад углеводов (глюкозы и гликогена) заканчивается образованием молочной кислоты, которая, накапливаясь в мышцах во время физической работы, поступает в кровь, переносится в печень, где окисляется или превращается в гликоген. Увеличение количества лактата в крови происходит при воспалительных процессах верхних дыхательных путей, пневмонии, тяжелой физической работе и других видах гипоксий.

 

Методика выполнения практической работы.

I Специфические пути катаболизма углеводов. Анаэробное окисление глюкозы.

Работа 1. Определить содержание молочной кислоты в сыворотке крови по методу Бюхнера.

ІІ Аэробное окисление глюкозы. Альтернативные пути обмена моносахаридов.

Работа 2. Определить содержание глюкозы в крови глюкозооксидазным методом.

Техника выполнения лабораторных работ прилагается

 

Работа 1. Определение содержания глюкозы в сыворотке крови глюкозоксидазным методом.

Принцип: Глюкоза в присутствии глюкозоксидазы окисляется кислородом воздуха до глюконовой кислоты и перекиси водорода, в присутствии которого пероксидаза окисляет производные фенола с образованием соединений красно-фиолетового цвета. Интенсивность цвета определяют колориметрией.

Техника работы.

В две пробирки отбирают реактивы в мл согласно схемы:

 

Реактивы

Стандарт

Опыт

Стандартный раствор глюкозы (5 ммоль/л)

0,01 мл

─

Исследуемая сыворотка

─

0,01 мл

Буферный раствор

0,5 мл

0,5 мл

Энзимы

(глюкозоксидаза, пероксидаза)

 

0,5 мл

 

0,5 мл

Реагенты в обеих пробирках смешать, выдержать 20 мин при  комнатной температуре. Колориметрировать при длине волны 500-546 нм  против воды в кюветах 3 мм.

Расчёт содержания глюкозы в сыворотке (СОП):     

ССТ × ЭОП

 
 
 

 


                                СОП   =                                  , где:

ЭСТ
 
                       

 

ССТ – концентрация стандарта (5 ммоль/л);

ЭОП – экстинкция опыта;

ЭСТ – экстинкция стандарта.

Дать клиническую оценку полученным результатам.

 

Работа 2. Опеделение молочной кислоты в сыворотке крови.

 

Принцип метода: Лактат при нагревании с концентрированной H2SO4 превращается в уксусный альдегид, который взаимодействует с гидрохиноном и образует соединение красно-коричневого цвета.

Техника работы.

 

В две пробирки (опыт и стандарт) отбирают реактивы согласно схемы:

 

Реактивы

Опыт

Стандарт

Дистиллированная вода

3 мл

3 мл

Сыворотка крови

0.5 мл

─

Стандартный раствор молочной кислоты

─

0.5 мл

Метафосфатная кислота

0.5 мл

0.5 мл

25% CuSO4

0.5 мл

0.5 мл

Гидроксид Cа

0.25 г

0.25 г

 

Содержимое каждой пробирки тщательно перемешивают стеклянной палочкой. Центрифугируют 5 мин. Из каждой пробирки в две другие отбирают по 1 мл надосадочной жидкости, в обе добавляют по 0,1 мл 10% CuSO4 и по 2 мл конц. H2SO4. Содержимое перемешивают и помещают пробирку в кипящую водяную баню на 1,5 минуты. Охлаждают пробирки под проточной водой. Далее в обе пробирки добавляют по 0,1 мл 20% спиртового раствора гидрохинона. После перемешивания помещают пробирки кипящую водяную баню на 5 мин. Охлаждают  проточной водой и колориметрируют против воды (синий светофильтр).

Расчёт содержания молочной кислоты в сыворотке (СОП):

ССТ × ЭОП

 
 
 

 


СОП =                           , где:

ЭСТ
 
 

 


ССТ – концентрация стандарта (1,1 ммоль/л);

ЭОП – экстинкция опыта;

ЭСТ – экстинкция стандарта.

 Дать клиническую оценку полученным результатам, исходя из того, что в норме содержание лактата в крови составляет 1-2 ммоль/л.

 

Программа самоподготовки студентов к занятию

I Специфические пути катаболизма углеводов. Анаэробное окисление глюкозы.

1. Потребность организма в углеводах, их биологическая роль в организме.

2. Пищеварение сложных углеводов: локализация, виды, роль ферментов. Функции и пищеварение клетчатки.

3. Механизм всасывания моносахаридов.

4. Содержание глюкозы в крови:

а) происхождение глюкозы крови;

б) причины и последствия гипо- и гипергликемии.

5. Расщепление глюкозы в анаэробных условиях (гликолиз):

а) последовательность реакций, ферменты и коферменты гликолиза;

б) гликолитическая оксидоредукция, субстратное фосфорилирование в гликолизе,

энергетический баланс гликолиза.

6. Особенности включения других углеводов (фруктозы и галактозы) в процесс гликолиза.

7. Спиртовое брожение. Реакции, общие для гликолиза и брожения, отличие этих процессов.

8. Принцип определения количества молочной кислоты в сыворотке крови, диагностическое значение. Последствия гиперлактатемии.

ІІ Аэробное окисление глюкозы. Альтернативные пути обмена моносахаридов.

1. Этапы аэробного окисления глюкозы, конечные продукты.

2. Челночные механизмы транспорта атомов водорода из цитоплазмы в митохондрии в процессе аэробного гликолиза.

3. Сравнительная характеристика биоэнергетики аэробного и анаэробного окисления глюкозы.

4. Эффект Пастера - переключение из анаэробного на аэробное окисление глюкозы.

5. Пентозный (апотомический) цикл превращения углеводов: схема, биологическое значение, особенности функционирования в разных тканях.

 

Семинарское обсуждение теоретических вопросов:- 1230-1400 час.

 

Тестовые задания и ситуационные задачи.

1. Содержание глюкозы в крови пациента составляет 3 ммоль/л. Как называется такое состояние и каковы будут последствия для организма?

2. Человек находится в стрессовом состоянии. Какие изменения содержания глюкозы в крови это повлечет?

3. Содержание глюкозы в крови пациента составляет 8 ммоль/л. Отвечает ли это норме? Какие причины такого состояния?

4. Больной находится в состоянии шока. Содержание молочной кислоты в крови составляет 10 ммоль/л. Оцените показатель. К каким попоследствиям это может привести?

5. У спортсмена после соревнований повысилось содержание молочной кислоты в крови. Можно ли считать это патологией?

6. Пищеварение сложных углеводов начинается в:

А. Желудке

В. Ротовой полости

С. Тонком кишечнике

Д. 12-перстной кишке

Е. Толстом кишечнике

 

Самостоятельная работа студентов. 1415-1500

Письменное тестирование студентов, которые не сдали контроль за системой «MOODLE», просмотр тематических учебных таблиц, тренинг в копьютерном классе тестов лицензионному экзамену "Крок-1» и кафедральной базы тестов, углубленное изучение материала тем, вынесенных на самостоятельную проработку т.п.

 

Студент должен знать:

1. Биологические функции, пищеварение и усвоение углеводов.

2. Анаэробное и аэробное окисление глюкозы: общие и отличительные реакции, биоэнергетика.

3. Альтернативные пути обмена моносахаридов: ПФЦ, включение галактозы и фруктозы в метаболические пути.

 

Студент должен уметь:

1. Определять содержание глюкозы в крови и давать клиническую характеристику изменений данного показателя.

3. Определять молочную кислоту в сыворотке крови и оценить состояние организма при условиях активации анаэробного окисления углеводов и увеличения лактата.

 

Верные ответы на тесты и ситуационные задачи:

1. Гипогликемия. Это отразится в первую очередь на энергообеспечении мозга, возможна кратковременная потеря сознания - головокружение.

2. Стресс сопровождается мобилизацией в организме богатых энергией веществ. Выделенный адреналин ускоряет расщепление гликогена, что вызовет гипергликемию.

3. Наблюдается гипергликемия. Причины: сахарный диабет, переедание углеводов, стресс, гиперфункция гипофиза, щитовидной железы и др.

4. Наблюдается значительная лактемия. Повышение содержания молочной кислоты свидетельствует о гипоксии. Это повлечет смещение рН крови в кислую сторону, то есть ацидоз и нарушение функционирования ферментов.

5. Нет. У здорового тренированного человека избыток лактата быстро используется в восстановительном периоде при достаточном поступлении кислорода.

6. В

 

Источники информации:

Основные:

  1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. - Г.: Медицина, 1990. - 543 с.
  2. Савицкий И.В. Биологическая химия - К.: Высшая школа, 1982. -470 с.
  3. Кушманова О.Д., Ивченко Г.М. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. – М.: Медицина. 1983 с. 97–100.
  4. Конспекты лекций.
  5. Веб-страница университета > Интранет > На помощь студентам > Материалы для подготовки к практическим занятиям
  6. Веб-страница университета > Интранет > На помощь студентам > Презентации лекций.

 

 Дополнительные:

1. Николаев А.Я. Биологическая химия. - М: Высшая школа, 1989. - 496 с.

2. Ленинджер А. Основы биохимии: Перевод с англ. - М.: Мир, 1985. - 1024 с.

Методические указания составила ст.преподаватель Шершун Г.Г.

Обсуждено и утверждено на заседании кафедры

«11» июня  2013 г. протокол № 13

Пересмотрено и утверждено на заседании кафедры

«29» августа 2013 г. протокол № 2