2 курс / Биохимия / Углеводный обмен

19.ДЕЙСТВИЕ ГОРМОНА ПРИ ПРЯМОМ ВНУТРИКЛЕТОЧНОМ ТИПЕ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА РЕАЛИЗУЕТСЯ ЗА СЧЕТ

а) индукции синтеза белков б) каскадного усиления сигнала

в) аллостерической регуляции активности ферментов г) репрессии синтеза белков

д) активации ферментов путем ковалентной модификации

20.ДЕЙСТВИЕ ГОРМОНА ПРИ ОПОСРЕДОВАННОМ ТИПЕ ПЕРЕДАЧИ СИГНАЛА РЕАЛИЗУЕТСЯ ЗА СЧЕТ

а) репрессии синтеза белков б) каскадного усиления сигнала

в) аллостерической регуляции активности ферментов г) индукции синтеза белков

д) активации ферментов путем ковалентной модификации (фосфорилирования)

21. ПРОЯВЛЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ ЛЮТЕИНИЗИРУЮЩЕГО ГОРМОНА – ЭТО

а) продукция прогестерона желтым телом б) рост фолликулов яичников в) рост клеток семенников (клетки Сертоли)

г) продукция андрогенов клетками Лейдига семенников д) продукция эстрогенов фолликулами яичников

22. ПРОЦЕСС ОВУЛЯЦИИ ХАРАКТЕРИЗУЕТСЯ ПОВЫШЕНИЕМ УРОВНЯ

а) прогестерона б) окситоцина

в) лактотропного гормона г) фолликулостимулирующего гормона

д) лютеинизирующего гормона

23.ПРОЯВЛЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ ФОЛЛИКУЛОСТИМУЛИРУЮЩЕГО ГОРМОНА – ЭТО

а) продукция прогестерона желтым телом б) рост фолликулов яичников в) рост клеток семенников (клетки Сертоли)

г) продукция андрогенов клетками Лейдига семенников д) продукция эстрогенов фолликулами яичников

24. СИГНАЛЬНЫМИ МОЛЕКУЛАМИ ЯВЛЯЮТСЯ

а) гормоны б) биогенные амины

в) нейромедиаторы

41

г) простагландины д) конечные продукты метаболических циклов

25. ЛЮТЕИНИЗИРУЮЩИЙ ГОРМОН

а) синтезируется половыми железами, необходим для нормального протекания беременности

б) синтезируется гипофизом, необходим для процесса овуляции в) синтезируется желтым телом, необходим для нормального проте-

кания беременности г) синтезируется половыми железами, определяет вторичные поло-

вые признаки д) синтезируется гипофизом, стимулирует синтез половых гормонов

26. К ГОРМОНАМ БЕЛКОВОЙ И ПЕПТИДНОЙ ПРИРОДЫ ПРИНАДЛЕЖАТ

а) вазопрессин б) тироксин

в) тиреокальцитонин г) адреналин д) инсулин

27.ПРОИЗВОДНЫМИ АМИНОКИСЛОТ ЯВЛЯЮТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ГОРМОНЫ

а) окситоцин б) тироксин

в) тиреокальцитонин г) адреналин д) эстрадиол

28.РЕЦЕПТОРЫ, ПРЕДСТАВЛЕННЫЕ ТИРОЗИНОВЫМИ ПРОТЕИНКИНАЗАМИ, ХАРАКТЕРНЫ ДЛЯ

а) инсулина б) адреналина в) кортизола

г) факторов роста д) простагландинов

УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ

42

43

Тема 5. РЕГУЛЯЦИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ

Место проведения: кафедра биохимии. Продолжительность –

180 мин.

Цель занятия: рассмотреть общие механизмы регуляции углеводного обмена на нескольких уровнях. Провести оценку методов определения глюкозы в крови. Освоить глюкозооксидазный метод определения глюкозы в крови.

Конкретные задачи.

Студент должен знать:

–наличие разных уровней регуляции углеводного обмена;

–метаболическую регуляцию по принципу отрицательной обратной связи на примере регуляции аэробного окисления глюкозы концентрацией конечного продукта – АТФ;

–метаболическую регуляцию по типу фосфорилирования – дефосфорилирования в зависимости от концентрации в клетке вторичного посредника (цАМФ) на примере распада и синтеза гликогена;

–гормональную регуляцию обмена глюкозы в зависимости от функционального состояния организма;

–норму содержания глюкозы в крови. Виды гипо- и гипергликемии, виды глюкозурии.

Студент должен уметь:

–проводить количественное определение глюкозы в крови;

–объяснять причины гипо- и гипергликемии, глюкозурии. Студент должен владеть знаниями, позволяющими оценить ре-

зультаты биохимических исследований и интерпретировать полученные данные.

Мотивация. Врачу необходимо иметь знания о механизмах регуляции углеводного обмена, уметь использовать эти знания в лечебной практике и при проведении экспериментальных исследований для изучения механизмов воздействия различных факторов на организм.

Изучение темы должно способствовать формированию общекультурных (ОК-5) и профессиональных (ПК-3, ПК-9, ПК-15, ПК-16, ПК-17) компетенций.

44

Задание для самоподготовки: изучить рекомендуемую литературу, используя вопросы для самоподготовки.

Рекомендуемая литература

Основная

Березов, Т.Т. Биологическая химия / Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. – М. :

Медицина, 1998. – С. 357–361, 267–280, 292–294.

Биохимия : учебник для вузов / под ред. проф. Е.С. Северина. – М. :

ГЭОТАР-МЕД, 2003. – С. 545–549, 572–592; То же. – 2011. – С. 534–549, 560– 580.

Химия и обмен углеводов. Регуляция углеводного обмена. Гормоны : учеб- но-методическое пособие к практическим занятиям по биологической химии /

под ред. проф. В.А. Дадали, доц. Ж.В. Антоновой, доц. Р.Н. Павловой. –

СПб., 2013.

Дополнительная

Долгов, В.В. Лабораторная диагностика обмена углеводов, сахарный диабет / В.В. Долгов. – М. : Лахема, 2000. – 63 с.

Марри, Р. Биохимия человека / Р. Марри, Д. Греннер, П. Мейес, В. Роду-

элл. – М. : Мир, 1993. – С. 212–224.

Медицинские лабораторные технологии / под ред. А.Н. Карпищенко ; в 2 т. – СПб. : Интермедика, 1999. – 656 с.

Trinder, P. Determination of glucose in blood using glucose oxidase with an alternative oxygen acceptor / P. Trinder // Ann. clin. Biochem. – 1969. – Vol. 6. – P. 24.

Вопросы для самоподготовки

1.Уровни регуляции углеводного обмена.

2.Метаболическая регуляция по принципу отрицательной обратной связи на примере регуляции аэробного окисления глюкозы концентрацией АТФ.

3.Ключевые этапы и ферменты регуляции аэробного окисления глюкозы.

4.Метаболическая регуляция по типу фосфорилирования – дефосфорилирования в зависимости от концентрации в клетке вторичного посредника (цАМФ) на примере распада и синтеза гликогена.

5.Что такое реципрокная регуляция?

6.Пути поступления глюкозы в клетку и пути использования глюкозы организмом.

45

7.Норма содержания глюкозы в крови.

8.Гормональная регуляция уровня глюкозы в крови: механизм действия инсулина, глюкагона, адреналина, глюкокортикоидов, адренокортикотропного гормона, гормона роста и тироксина на углеводный обмен.

9.Что такое гипергликемия. Ее виды.

10.Что такое гипогликемия. Ее причины.

11.Что такое глюкозурия. Ее виды.

12.Почечный порог для глюкозы, его величина, биологический

смысл.

13.На каких особенностях строения глюкозы основано ее качественное и количественное определение.

Пример входного контроля – см. Тестовые задания по теме.

Характеристика методов количественного определения глюкозы в крови

Глюкоза является основным углеводом крови человека; ее содержание в цельной крови натощак составляет 3,3–5,5 ммоль/л; в сыворотке венозной крови натощак – 3,4–6,1 ммоль/л. Другие углеводы – фруктоза, манноза, галактоза, лактоза и пентозы – обнаруживаются в значительно меньших или следовых количествах. Под «сахаром крови» в узком смысле слова подразумевают только глюкозу. На уровень глюкозы крови оказывает влияние поступление углеводов с пищей, мобилизация гликогена печени, глюконеогенез. Использование глюкозы: окисление глюкозы в тканях, синтез гетерополисахаридов, пентоз, аминокислот, синтез гликогена и жира в тканях. Глюкоза, являясь одним из важнейших компонентов крови, почти поровну распределяется между плазмой и форменными элементами с некоторым превышением ее концентрации в плазе. Поскольку глюкоза относится к альдогексозам, а альдегидная группа легко окисляется, то это свойство широко используется при определении глюкозы. Для определения глюкозы крови предложено много методов, которые условно можно разделить на 3 группы:

1. Редуктометрические методы основаны на восстанавливающих свойствах глюкозы (методы Хагедорна–Иенсена; Фолина; Фолина–Ву и др.). Недостаток указанных методов заключается в том, что в сущности они определяют не только глюкозу, но и ряд других редуцирующих

46

веществ (глутатион, АДФ, мочевая кислота, креатин, глюкуроновые кислоты, витамин С), присутствие которых может привести к определению не «чистой глюкозы», а «кажущегося сахара». Эта группа методов обладает низкой специфичностью и значительной трудоемкостью.

2.Колориметрические методы основаны на цветных реакциях глюкозы с некоторыми соединениями, например серной кислотой, пикриновой кислотой, антроном, ортотолуидином. Этими методами определяются все альдогексозы, но поскольку основным представителем альдогексоз является глюкоза, то получаемые результаты близки к содержанию истинной глюкозы в крови. Недостаток методов – высокая токсичность используемых реактивов.

3.Энзиматические методы являются наиболее специфичными и точными методами количественного определения глюкозы, в частности, глюкозооксидазный метод, с помощью которого определяют содержание «истинной глюкозы», равное 3,4–5,6 ммоль/л. Определение проводят натощак, чтобы избежать пищевой гипергликемии.

В ряде случаев требуется экспресс-определение глюкозы крови. Для этих целей используют биохимические анализаторы – глюкометры, позволяющие провести определение глюкозы в течение 2–3 мин после забора крови. В основе работы анализаторов, как правило, лежит глюкозооксидазный метод.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Количественное определение глюкозы в крови глюкозооксидазным методом

Принцип метода. Глюкозооксидаза специфически катализирует перенос двух водородных атомов с первого углеродного атома глюкозы на кислород воздуха. При этом в ходе реакции образуется в эквимолярных количествах перекись водорода, которая разлагается вторым ферментом – пероксидазой, а выделяющийся в процессе реакции атомарный кислород окисляет добавленный в реакционную смесь производного фенола с 4-аминофеназином, который изменяет окраску. Интенсивность окраски пропорциональна содержанию глюкозы.

47

OH

Ход определения. В три пробирки отмеривают по 1 мл глюкозового реактива. В первую пробирку прибавляют 0,1 мл стандартного раствора глюкозы (стандартная проба), во вторую – 0,1 мл сыворотки крови (исследуемая проба) и в третью – 0,1 мл дистиллированной воды (контроль). Все пробы перемешивают и инкубируют в течение 15 мин при температуре 37 °С. Затем измеряют оптическую плотность пробы и стандарта против контрольного раствора. Светофильтр синий 425– 500 нм в кюветах с рабочим расстоянием 10 мм (см. таблицу).

Определение глюкозы в сыворотке крови

Расчет:

Соп (ммоль/л) = (Dоп/Dст) ∙ 10,

где Соп – концентрация глюкозы в исследуемой пробе, ммоль/л; Сст – концентрация глюкозы в стандартном (калибровочном) растворе (10 ммоль/л); Dоп – оптическая плотность раствора исследуемой пробы; Dст – оптическая плотность раствора стандартной пробы.

Вывод: ________________________________________________.

48

Клинико-диагностическое значение

Уровень глюкозы в крови регулируется нейрогуморальным путем. При целом ряде состояний наблюдается повышение содержания глюкозы в крови – гипергликемия, а также понижение концентрации глюкозы – гипогликемия.

Гипергликемия – частый симптом при различных заболеваниях, прежде всего связанных с поражением эндокринной системы. Это в первую очередь сахарный диабет, а также феохромоцитома, тиреотоксикоз, акромегалия, гигантизм, синдром Кушинга, глюкагонома, соматостатинома. Наблюдается при заболеваниях поджелудочной железы (острый и хронический панкреатит, муковисцидоз, гемохроматоз, опухоли поджелудочной железы), шоке, ожогах. Гипергликемию вызывает большое количество лекарственных веществ. Физиологическая гипергликемия отмечается после физической нагрузки, при сильном эмоциональном возбуждении (эмоциональная гипергликемия), алиментарная – после приема пищи, а также может быть повышенный выброс адреналина при медицинских манипуляциях.

Гипогликемия имеет место при заболеваниях и опухолях: инсулиноме – опухоли поджелудочной железы, дефиците глюкагона, опухолях различных органов (надпочечников, желудка, фибросаркома), тяжелых поражениях печени, эндокринных нарушениях (гипопитуитаризм, аддисонова болезнь, гипотиреоз), после гастроэктомии, при поражении вегетативной нервной системы у недоношенных детей и др.

Наибольшую практическую значимость имеет определение содержания глюкозы в крови для диагностики, контроля за лечением и выявления степени компенсации сахарного диабета.

ТЕСТОВЫЕ ЗАДАНИЯ

ВЫБЕРИТЕ ПРАВИЛЬНЫЙ ОТВЕТ

1.ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ ГЛЮКОЗЫ, СОДЕРЖАНИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ, РАСПАДА АМИНОКИСЛОТ, ЗАДЕРЖКА Na, ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЖИРА, ГИПЕРПИГМЕНТАЦИЯ КОЖИ МОГУТ ВОЗНИКНУТЬ ПРИ

а) повышении синтеза АКТГ и меланоцитстимулирующего гормона при болезни Иценко–Кушинга

б) повышении синтеза ТТГ

49

в) снижении синтеза АКТГ и меланоцитстимулирующего гормона г) длительном лечение кортикостероидами д) повышении синтеза гормона роста

ВЫБЕРИТЕ ВСЕ ПРАВИЛЬНЫЕ ОТВЕТЫ

2. ГЛЮКОКОРТИКОИДЫ

а) активируют распад гликогена б) тормозят глюконеогенез в) активируют глюконеогенез г) тормозят распад гликогена

д) тормозят потребление глюкозы периферическими тканями

3. ИНСУЛИН

а) усиливает распад гликогена б) усиливает синтез гликогена в) усиливает глюконеогенез г) тормозит глюконеогенез

д) усиливает окисление глюкозы е) усиливает проницаемость клеточных мембран для глюкозы ж) переводит глюкозу в липиды

4. ГЛЮКАГОН

а) повышает распад гликогена б) снижает распад гликогена в) повышает глюконеогенез г) снижает глюконеогенез

д) снижает окисление глюкозы в клетке е) активирует липогенез

5. МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ АКТГ

а) повышает распад гликогена б) снижает распад гликогена

в) усиливает рост коры надпочечников г) снижает глюконеогенез (тормозит синтез глюкокортикоидов)

д) повышает глюконеогенез (повышает синтез глюкокортикоидов)

6.БОЛЕЗНЬ АДДИСОНА – ПЕРВИЧНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ НАДПОЧЕЧНИКОВ СОПРОВОЖДАЕТСЯ

а) повышением синтеза кортикостероидов б) снижением синтеза кортикостероидов в) снижением глюконеогенеза

50