Задача 35.
Л. Пастер – французский химик и микробиолог IXX века впервые описал следующий феномен: в отсутствии кислорода ткани, способные окислять глюкозу, утилизируют ее гораздо быстрее, чем при достаточном парциальном давлении О2. Объясните механизм этого явления, обозначаемого ныне как эффект Пастера, или ингибирование гликолиза тканевым дыханием.
Ответ: Эффект Пастера объясняется гораздо меньшей эффективностью анаэробного распада глюкозы – гликолиза, который в анаэробных условиях является единственным источником АТФ. Энергетический выход гликолиза составляет всего 2 моля АТФ на моль глюкозы, тогда как аэробное окисление даст 36 молекул АТФ на 1 молекулу глюкозы. Таким образом, в анаэробных условиях больше глюкозы должно окисляться, чтобы обеспечить энергетические потребности клеток.
Задача 36.
Алкогольная интоксикация сопровождается гипогликемией и повышенным содержанием лактата в крови. Чем объясняются эти метаболические нарушения при действии алкоголя?
Ответ: Примерно 90% принятого алкоголя метаболизируется в печени НАД – зависимым ферментом алкогольдегидрогеназой:
Для окисления 125 г этилового спирта требуется столько же НАД+, сколько и для окисления 500 г глюкозы, поэтому, после приема алкоголя соотношение [НАД+]/ [НАДН+Н+] резко снижается вследствие значительного увеличения концентрации восстановленной формы кофермента. Это ведет к смещению лактатдегидрогеназной реакции в сторону образования лактата:
пируват + НАДН+Н+
лактат +НАД +
Пируват – один из главных субстратов глюконеогенеза, поэтому снижение его концентрации резко замедляет скорость синтеза глюкозы, что является причиной гипогликемии.
Задача 37.
Установлено, что при обычном питании фруктоза обеспечивает примерно 10% энергетической ценности пищи. Особенно богаты этим моносахаридом фрукты и мед. Фруктоза отличается от глюкозы гораздо большей скоростью окисления, даже у больных сахарным диабетом фруктоза выводится из крови с такой же скоростью, как и у здоровых лиц. Объясните, почему фруктоза метаболизируется быстрее, чем глюкоза?
Ответ: В ткани печени фруктоза «вливается» в гликолиз на уровне триозфосфатов:
Таким образом, фруктоза «обходит» две регуляторные, медленные реакции гликолиза – гексокиназную и фруктокиназную, поэтому окисляется значительно быстрее. Равная скорость выведения фруктозы у больных сахарным диабетом и здоровых объясняется тем, что транспорт фруктозы в клетки не зависит от инсулина. Инсулин также не влияет на активность фруктокиназы, «запускающей» метаболизм фруктозы.
Задача 38.
Являются ли инсулин и адреналин в управлении углеводным обменом в печени антагонистами или синергистами? Имеет место косвенное или прямое взаимодействие?
Ответ: Инсулин ускоряет переход глюкозы из крови в клетки и ее превращение по основному пути. Адреналин ускоряет выход глюкозы из депо в печени, где она находится в форме гликогена. В этом случае гормоны действуют в одном направлении, хотя и на разных этапах обмена глюкозы. С другой стороны, инсулин угнетает глюконеогенез и активирует образование гликогена. Синергизм в первом и антагонизм во втором случаях являются косвенными – гормоны влияют на один процесс разными путями.