Методические указания

 

 

Методические указания

к практическим занятиям для студентов стоматологического факультета.

 

ЗАНЯТИЕ № 3 (практическое - 6 час.)

Темы: 

1.  Специфические пути катаболизма углеводов. Анаэробное окисление глюкозы.

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. - 9.00-12.00 час.

Выполнение практической работы происходит согласно с "Методическими указаниями для студентов" с обязательным выводом в конце каждой работы.

I Специфические пути катаболизма углеводов. Анаэробное окисление глюкозы.

Работа 1. Опpеделение 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

                                 Сд = ---------------, где

                                                  Ест

 Сд - концентрация молочной кислоты в сыворотке крови, ммоль/л;

 Сст - концентрация молочной кислоты в стандартном растворе;

 Ест - оптическая плотность стандарта молочной кислоты;

 Эо - оптическая плотность опытной пробы.

Дать клиническую оценку полученным результатам, исходя из того, что в норме содержание лактата в крови составляет 1-2 ммоль/л.  Содержание молочной кислоты увеличивается в крови при интенсивной мышечной работе (физическом труде, эпилепсии, тетании) при гипоксии (сердечной и легочной недостаточности), злокачественных опухолях, заболеваниях печени.

ІІ Аэробное окисление глюкозы. Альтернативные пути  обмена моносахаридов.

Работа 2. Определить содержание глюкозы в крови глюкозооксидазным методом  

Принцип метода: Глюкоза в присутствии глюкозооксидазы окисляется до глюконовой кислоты и перекиси водорода. Пероксидаза производные фенола с образованием веществ, окрашенных в красно-фиолетовый цвет. Интенсивность цвета измеряется фотоколориметрическим методом.

 Ход работы:

Додайте в пробирки реактивы соответственно таблице

 

Реактивы

Стандарт

Эксперимент

Стандартный р-р глюкозы

 (5 ммоль/л)

0,01 мл

Сыворотка крови

0,01 мл

Буферный раствор

0,5 мл

0,5 мл

Ферменты

0,5 мл

0,5 мл

 

После смешивания реактивов, оставьте пробирки на 20 мин. При комнатной температуре. После этого определите экстинции, используя ФЭК (зеленый светофильтр).

Расчеты:

 

               Кст x Eэксп.

Кэксп   =  ____________

                             E ст

   Кэксп – концентрация глюкозы в сыворотке крови

         Сst ­– концентрация глюкозы в стандартном растворе глюкозы (5 ммоль/л)

  Eэксп. экстинция пробы, содержащей сыворотку

E ст ­– экстинция пробы, содержащей стандартный р-р

 

Клинико - диагностическое  значение.   Повышение содержания глюкозы в крови называется гипергликемией. Физиологичные гипергликемии наблюдаются при емоциональных стрессах, потреблении большого количества углеводов с едой. Алиментарные патологические гипергликемии чаще всего связаны с заболеванием эндокринной системы. Они встречаются при сахарном диабете, опухолях коры надпочечников и гипофиза, гиперфункции щитовидной железы, тяжелых расстройствах функции печени, органических поражениях центральной нервной системы.

Гипогликемия - это снижение уровня глюкозы в крови. Наблюдается при аденомах, островков поджелудочной железы в результате повышенного продуцирования инсулина, недостаточной функции щитовидной железы, надпочечников, гипофиза. Кроме того, гипогликемия может быть вызвана голоданием, тяжелым физическим трудом, передозировкой инсулина, нарушениях всасывания углеводов, заболевании почек, которые сопровождаются снижением почечного порога для глюкозы.

 

Программа самоподготовки студентов к занятию

I Специфические пути катаболизма углеводов. Анаэробное окисление глюкозы.

1.  Биологическая роль углеводов в организме.

2.  Пищеварение углеводов: локализация, виды, роль ферментов.

3.  Пищеварение клетчатки.

4.  Механизм всасывания моносахаридов.

5.  Содержание глюкозы в крови:

а) происхождение глюкозы крови;

б) причины и последствия гипо- и гипергликемии.

6.  Расщепление глюкозы в анаэробных условиях (гликолиз):

а) последовательность реакций, ферменты та коферменты гликолиза;

б) энергетический баланс гликолиза.

7.  Гликолитическая оксидоредукция, субстратное фосфорилирование в гликолизе.

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

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

10.  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.

2.       Сравнительная характеристика биоэнергетики аэробного и анаэробного окисления глюкозы.

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

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

 

 Семинарское обсуждение теоретических вопросов: 12.30-14.00 час.

 

Образцы тестовых заданий и ситуационных задач.

1.       Содержание глюкозы в крови пациента составляет 3 ммоль/л. Как называется такое состояние и каковы будут попоследствия 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

 

Cамостоятельная работа студентов: 14.15 – 15.00 час.

Студент должен знать:

1.     Анаэробное окисление глюкозы. Последовательность реакций и ферменты гликолиза.

2.     Аэробное окисление глюкозы. Этапы превращения глюкозы к СО2 и Н2О.

3.     Окислительное декарбоксилирование пирувата. Ферменты, коферменты и последовательность реакций в мультиферментном комплексе.

4.     Сравнительная характеристика биоэнергетики аэробного и анаэробного окисления глюкозы, эффект Пастера.

5.     Пентозофосфатный путь окисления глюкозы: схема процесса и биологическое значение.

6.     Метаболические пути превращения фруктозы и галактозы; наследственные энзимопатии их обмена. 

 

 Студент должен уметь:

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

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

 

Правильные 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 > Материалы для подготовки к практическим занятиям.
  6. Веб-страница университета > 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.

  

Методическое указание составила доц. Яворская С.И.

 

 

Обсуждено и утверждено на заседании кафедры

«11» июня  2013 г. протокол № 13

Пересмотрено и утверждено на заседании кафедры

«29» августа   2013 г. протокол №  2