МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до практичних занять для студентів стоматологічного факультету

 

ЗАНЯТТЯ № 3 (практичне – 6 годин)

 

Тема 1: Специфічні шляхи катаболізму вуглеводів. Анаеробне окиснення глюкози.

 

Тема 2: Аеробне окиснення глюкози. Альтернативні шляхи обміну моносахаридів.

 

Мета: Засвоїти біохімічні закономірності внутрішньоклітинного анаеробного та аеробного окиснення глюкози та біохімічні закономірності альтернативних шляхів обміну моносахаридів: пентозофосфатний шлях окиснення глюкози, шляхи перетворення фруктози та галактози.

 

Професійна орієнтація студентів:

Обмін вуглеводів – одна з найважливіших ланок всього обміну речовин як єдиного цілого. Це поняття охоплює весь складний процес перетворення вуглеводів від поступлення їх в організм, травлення та всмоктування до утворення кінцевих продуктів – СО₂ і Н₂О. В аеробних умовах продукт гліколізу піруват в реакції окиснювального декарбоксилювання втрачає СО₂, а двовуглецевий фрагмент у вигляді ацетильної групи включається в КоА з утворенням ацетил-КоА, який окиснюється до СО₂ і Н₂О в циклі трикарбонових кислот. Швидкість функціонування циклу Кребса залежить від потреб клітини у АТФ. Важливими регуляторними реакціями циклу є синтез цитрату з оксалоацетату і ацетил-КоА, реакція, що каталізується ізоцитратдегідрогеназою, яка алостерично стимулюється АДФ та реакція, що каталізується a-кетоглутаратдегідрогеназою. Остання інгібується сукциніл-КоА і НАДН₂. Таким чином, цикл трикарбонових кислот – це кінцевий загальний шлях для окиснення паливних молекул, що забезпечує регенерацію АТФ. Крім цього, він служить джерелом будівельних блоків для процесів біосинтезу. Вміст глюкози в крові є основним показником вуглеводного обміну, визначення якого дозволяє діагностувати такі захворювання як цукровий діабет, гострий панкреатит, зміни гормональної активності щитовидної залози, гіпофізу, наднирників. Анаеробний розпад вуглеводів (глюкози і глікогену) закінчується утворенням молочної кислоти, яка, нагромаджуючись у м’язах під час фізичної роботи, надходить у кров, переноситься у печінку, де окиснюється або перетворюється у глікоген. Збільшення кількості лактату в крові відбувається за умов інтенсивної м’язової праці та при запальних процесах верхніх дихальних шляхів, пневмонії, важкій фізичній роботі та інших видах гіпоксій.

 

Методика виконання практичної роботи: 9.00-12.00 год.

Виконання практичної роботи відбувається у відповідності з методами біохімічних досліджень лабораторного практикуму з обов’язковим оформленням протоколу і висновком в кінці кожної роботи.

 

Робота 1. Визначити вміст молочної кислоти в сироватці крові за методом Бюхнера (практикум, робота 62).

Робота 2. Визначити вміст глюкози в крові глюкозооксидазним методом (практикум, робота 59.2).

 

Програма самопідготовки студентів до заняття

1. Потреба організму у вуглеводах, їх біологічні функції.

2. Травлення складних вуглеводів: локалізація, види, роль ферментів. Функції і травлення клітковини.

3. Механізм всмоктування моносахаридів.

4. Глюкоземія: норма, причини і наслідки гіпер- і гіпоглікемії.

5. Окиснення глюкози в анаеробних умовах – гліколіз:

а) пускова реакція, фази гліколізу, їх особливості;

б) послідовність реакцій, ферменти і коферменти гліколізу;

в) енергетичний баланс гліколізу, реакції і способи утворення АТФ;

г) особливості включення галактози і фруктози в процес гліколізу.

6. Спиртове бродіння. Спільні і відмінні реакції гліколізу і бродіння.
7. Вміст молочної кислоти в крові. Гіперлактемія, причини і наслідки для організму.
8. Етапи аеробного окиснення глюкози, кінцеві продукти.
9. Човникові механізми транспорту атомів водню з цитоплазми в мітохондрії в процесі аеробного гліколізу.
10. Біоенергетика аеробного окиснення глюкози до СО₂ і Н₂О.
11. Ефект Пастера.
12. Альтернативні шляхи обміну моносахаридів:

а) взаємні перетворення, пряме окиснення глюкози;

б) пентозо-фосфатний цикл: схема реакцій, локалізація, зв’язок з гліколізом, біологічне значення.

 

Семінарське обговорення теоретичних питань: 12.30-14.00 год.

 

Тестові завдання та ситуаційні задачі:

1. Кінцевим метаболітом анаеробного гліколізу у тваринних клітинах є:

А. Піровиноградна кислота.

В. Молочна кислота.

С. Глікоген.

D. Аланін.

Е. 3-Фосфогліцериновий альдегід.

2. Вміст глюкози в крові пацієнта становить 2 ммоль/л. Як називається такий стан і які будуть наслідки для організму?
3. Людина перебуває у стресовому стані. Які зміни вмісту глюкози в крові це спричинить?
4. Вміст глюкози в крові пацієнта становить 8 ммоль/л. Чи відповідає це нормі? Які причини такого стану?
5. В крові визначили вміст цукру ензиматичним та редуктометричним методами. В якому випадку показники будуть вищі? Чому?
6. Хворий знаходиться в стані шоку. Вміст молочної кислоти в крові становить 10 ммоль/л. Оцініть показник. До яких наслідків це може призвести?
7. У спортсмена після змагань підвищився вміст молочної кислоти в крові. Чи можна вважати це патологією?
8. В результаті експериментального дослідження було встановлено, що один із ферментів анаеробного окиснення глюкози є регуляторним. Який це фермент?

А. Глюкозо-6-фосфатаза.

В. Фосфофруктокіназа.

С. Фосфогліцеромутаза.

D. Фосфоглюкоізомераза.

Е. ФЕП-карбоксикіназа.

9. Травлення складних вуглеводів починається в:

А. Шлунку.

В. Ротовій порожнині.

С. Тонкому кишківнику.

D. Дванадцятипалій кишці.

Е. Товстому кишківнику.

10.  У хворого виявлена гіперглікемія. Чи можна константувати, що це цукровий діабет?

 

Самостійна робота студентів: 14.15–15.00 год.

Письмове тестування студентів, які не склали контроль за системою «Moodle», перегляд тематичних навчальних таблиць, тренінг в комп’ютерному класі тестів ліцензійного іспиту «Крок-1» і кафедральної бази тестів, поглиблене вивчення матеріалу тем, винесених на самостійне опрацювання тощо.

 

Студент повинен знати:

1. Анаеробне окиснення глюкози. Послідовність реакцій та ферменти гліколізу.
2. Аеробне окиснення глюкози. Етапи перетворення глюкози до СО₂ і Н₂О.
3. Окиснювальне декарбоксилювання пірувату. Ферменти, коферменти та послідовність реакцій в мультиферментному комплексі.
4. Порівняльна характеристика біоенергетики аеробного та анаеробного окиснення глюкози, ефект Пастера.
5. Пентозофосфатний шлях окиснення глюкози: схема процесу та біологічне значення.
6. Метаболічні шляхи перетворення фруктози та галактози; спадкові ензимопатії їх обміну.

 

Студент повинен вміти:

1. Визначати вміст глюкози в крові і давати клінічне трактування змін даного показника.
2. Визначати молочну кислоту в сироватці крові та оцінити стан організму за умов активації анаеробного окиснення вуглеводів і збільшення лактату.

 

Вірні відповіді на тести і ситуаційні задачі:

1. В.
2. Гіпоглікемія. Це позначиться у першу чергу на енергозабезпеченні мозку, можлива короткочасна втрата свідомості – запаморочення.
3. Стрес супроводжується мобілізацією в організмі багатих енергією речовин. Виділений адреналін прискорює розщеплення глікогену, що викличе гіперглікемію.
4. Спостерігається гіперглікемія. Причини: цукровий діабет, переїдання вуглеводів, стрес, гіперфункція гіпофізу, щитовидної залози та ін.
5. Вищими будуть показники при визначенні цукру редуктометричним методом, оскільки при цьому буде визначатись не тільки глюкоза, а й інші редукуючі речовини.
6. Спостерігається значна лактемія. Підвищення вмісту молочної кислоти свідчить про гіпоксію. Це може спричинити зміщення рН крові в кислу сторону, тобто ацидоз і порушення функціонування ферментів.
7. Ні. У здорової тренованої людини надлишок лактату швидко використовується у відновному періоді при достатньому поступленні кисню.
8. В.
9. В.
10.  Не завжди. Можлива фізіологічна гіперглікемія: аліментарна, емоційна і ін. Для підтвердження діагнозу необхідно провести цукрове навантаження.

 

 

Джерела інформації:

А - Основні:

1.      Гонський Я. І., Максимчук Т. П., Калинський М. І. Біохімія людини – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – С. 287-292, 300-311, 319-321, 331-338.

2.      Губський Ю. І. Біологічна хімія. – Київ–Вінниця: Нова книга, 2011. – С. 187-188, 190-211.

3.      Губський Ю. І. Біологічна хімія. – Київ–Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – С.  143-165, 387-389, 395-396.

4.      Біологічна хімія: Лабораторний практикум / За ред. Я. І. Гонського. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2001. – С.129-135, 139-141.

5.      Конспекти лекцій.

6.        Веб-сторінка університету => Матеріали для підготовки студентів до практичних занять.

7.      Веб-сторінка університету => Презентації лекцій.

В - Додаткові:

1.      Клінічна біохімія / За ред. О. Я. Склярова – К.: Медицина, 2006. – 432 с.

2.      Николаев А. Я. Биологическая химия. – М.: Медицинское информационное агентство. – 2004. –  566 с.

3.      Біологічна хімія. Тести та ситуаційні задачі / За ред. О. Я. Склярова. – Львів: Світ, 2006. – 271 c.

 

 

 

Методичну вказівку склала асист. Куліцька М. І.

 

 

Обговорено і затверджено на засіданні кафедри

11 червня 2013 р. протокол № 13

Переглянуто і затверджено на засіданні кафедри

29 серпня 2013 р. протокол № 2