Итоговое занятие по теме: «Введение в обмен веществ. Биохимия питания, Биологическое окисление. Энергетический обмен»

Экзаменационные вопросы

1. Обмен веществ, как наиболее характерный признак живой материи. Факторы, влияющие на интенсивность обмена веществ и соотношение процессов ассимиляции и диссимиляции. Основные этапы обмена веществ. 2. Понятие о метаболизме и метаболических путях. Концентрация метаболитов в крови у человека как показатель нормы и патологии. Основные конечные продукты метаболизма и пути их выведения. Методы изучения обмена веществ.

3. Биохимия питания. Состав пищи человека. Органические и минеральные компоненты пищи. Основные пищевые вещества (суточная потребность, сущность переваривания, частичная взаимозаменяемость при питании). Незаменимые компоненты основных пищевых веществ. Минорные компоненты пищи. Региональные патологии, связанные с недостатком микроэлементов в пище и воде. Особенности метаболизма и нормы питания детей раннего возраста.

4. Витамины. История открытия и изучения. Классификация, биологические функции. Алиментарные и вторичные авитаминозы и гиповитаминозы. Гипервитаминозы. Биохимия витамина А. Витаминзависимые и витаминрезистентные состояния.

5. Краткая история развития учения о биологическом окислении. Кислород как акцептор электронов: образование воды, пероксида водорода и радикальных форм кислорода. Роль активных форм кислорода в бактерицидном действии фагоцитирующих лейкоцитов. Защитные ферменты СОД, каталаза, глютатионпероксидаза.

6. Понятие о катаболизме, анаболизме и их взаимосвязи. Экзэргонические и эндэргонические реакции в метаболизме. АТФ и другие макроэргические соединения. Цикл АТФ«АДФ. Основные пути фосфорилирования АДФ и использования АТФ. Особенности энергетического обмена у детей.

7. НАД⁺(НАДФ⁺) –зависимые дегидрогеназы. Строение окисленной и восстановленной форм НАД⁺. Витамин РР. Важнейшие субстраты НАД⁺ (НАДФ⁺) -зависимых дегидрогеназ. НАД⁺- дегидрогеназы и перенос электронов во внутренней мембране митохондрий. Авитаминоз РР.

8. Флавиновые ферменты (флавопротеиды). Окислительные реакции, протекающие с участием флавиновых ферментов. Последующие акцепторы электронов. Структура и роль ФАД и ФМН. Витамин В₂.

9. Структурная организация митохондриальной дыхательной цепи. Химическая природа и роль в биологическом окислении убихинона, железосеросодержащих белков, цитохромов, цитохромоксидазы.

10. Окислительные системы наружной мембраны митохондрий. Внемитохондриальное окисление. Пероксидазные, моно- и диоксигеназные реакции. Их биологическое значение.

11. Сопряжение окисления с фосфорилированием. Протонный потенциал, АТФ-синтетаза. Коэффициент Р/О, изменение его величины при окислении различных субстратов. Дыхательный контроль. Разобщение дыхания и фосфорилирования. Терморегуляторная роль тканевого дыхания. Нарушения энергетического обмена. Гипоксические состояния.

12. Понятие о специфических и общих путях катаболизма. Пировиноградная кислота и ацетил-КоА: пути образования и пути использования в организме. Значение этих процессов. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты: суммарная реакция, состав пируватдегидрогеназного комплекса. Витамин В₁ и пантотеновая кислота. Авитаминоз В₁.

13. Цитратный цикл (цикл трикарбоновых кислот): последовательность реакций, связь с дыхательной цепью, регуляция, анаболическая роль.

Тема занятия № 13

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ

ОРТО - ТОЛУИДИНОВЫМ МЕТОДОМ

2. Цели самостоятельной работы: закрепить знания об основных метаболических превращениях углеводов в организме, их биологической роли.

3. Задачи самостоятельной работы:

- ознакомиться с биохимическими методами количественного определения глюкозы крови и их клинико-диагностической трактовкой.

- рассмотреть биологические функции углеводов, процессы их переваривания и всасывания.

- разобраться в биохимических нарушениях при гликогенозах,

- сформировать навык работы с новой информацией, её анализа, логичного изложения,

- сформировать навык использования полученных знаний в учебной и профессиональной деятельности.

4. Перечень вопросов для самостоятельной работы

Разделы и темы для самостоятельного изучения	Виды и содержание самостоятельной работы
Строение основных углеводов тканей человека Переваривание, всасывание углеводов.Особенности переваривания и всасывания углеводов у детей. Потребность детей в углеводах. Обмен гликогена в анте- и перинатальном периоде.	Конспектирование учебного материала Подготовка презентаций Написание рефератов Работа с тестами Решение ситуационных задач

Обмен и функции углеводов

Углеводы по химической природе являются альдегидо- или кетоспиртами. Термин «Углеводы» связан с тем, что большинство веществ этого класса соответствуют формуле С_n (H₂O)_m.

Содержание углеводов в организме человека в среднем составляет около 2%. Наиболее богаты ими печень, соединительная ткань.

Углеводы выполняют разнообразные функции в организме.

· Энергетическая: 1 г углеводов обеспечивает 3,75 ккал энергии.

· Структурная: входят в состав клеточных мембран, рецепторов, межклеточного вещества, соединительной ткани.

· Входят в состав других важных для организма веществ (нуклеиновые кислоты, АТФ, НАД, ФАД и др.).

· Вместе с белками в составе гликопротеидов выполняют специфические функции:

- иммунная (иммуноглобулины)

- транспортная (трансферрин, некоторые гормоны)

- ферментативная (холинэстераза)

- рецепторная

· Коммуникативная (функция межклеточного взаимодействия)

Олигосахариды

В грудном молоке содержится 6,5% (65 г/л) лактозы. Лактоза (молочный сахар) включает в свой состав β-галактозу и α-глюкозу, соединённые 1,4 β-гликозидной связью..

О-β-Д-галактопиранозил-1,4- α,Д-глюкопираноза О-β-Д-галактопиранозил-1,4- β,Д-глюкопираноза

 

Смешанные олигосахариды включают в свой состав несколько различных моносахаридов (маннозу, фруктозу, нейраминовую кислоту, галактозу). Олигосахариды в комплексе с белками определяют групповую специфичность крови, Rh - фактор, входят в состав Ig, клеточных рецепторов, определяют межклеточные взаимодействия.

В грудном молоке присутствует большое количество специфичных олигосахаридов, например, фукозилактоза (включает фукозу, галактозу, глюкозу) и лакто-N-тетроза (включает галактозу, глюкозу, фукозу, N-ацетилклюкозамин).

Полисахариды

Полисахариды могут быть представлены гомополисахаридами (состоят из одного вида моносахарида) и гетерополисахаридами (включают разные моносахара и их производные)

Основными гомополисахаридами для организма являются крахмал и гликоген.

Гликоген – резервный полисахарид организма. Наиболее высокая концентрация гликогена в печени – 5%, мышцах – 2%. Он состоит из циклических форм глюкозы, соединённых 1,4-α-гликозидными связями и 1,6- α- гликозидными связями (в местах ветвления). Молекулярная масса гликогена высока, достигает 10⁷-10⁹ дальтон. Биологическая роль гликогена: это резервный энергетический материал, который очень легко может перейти в глюкозу.

Гетерополисахариды, гликозаминогликаны (ГАГ) – линейные неразветвлённые полисахариды, построенные из дисахаридных фрагментов, которые в свой состав включают гексуроновую кислоту и N-ацетилгексозамин.

В зависимости от состава дисахаридных фрагментов выделяют несколько видов ГАГ:

· гиалуроновая кислота,

· хондроитинсульфаты,

· кератансульфаты,

· гепарин, гепарансульфат.

Гиалуроновая кислота состоит из глюкуроновой кислоты и N-ацетилглюкозамина. Её молекулярная масса составляет 10⁵-10⁷ дальтон. Гиалуроновая кислота содержится в межклеточном веществе соединительной ткани, в синовиальной жидкости, в слизистых секретах. Она очень гидрофильна за счёт большого количества полярных групп в её составе (1 грамм её может связать до 500 мл воды). Биологическая роль:

- играет роль тканевого цемента, соединяет клетки, волокнистые структуры в единую ткань,

- участвует в водно-солевом обмене,

- определяет сосудисто-тканевую проницаемость,

- придаёт тургор тканям.

Хондроитинсульфаты содержат в своём составе глюкуроновую кислоту и N-ацетилгалактозаминсульфат. Они распространены в хрящевой ткани, коже, сухожилиях, имеют молекулярную массу 18-28 тысяч дальтон. Основная функция хондроитинсульфатов – структурная.

Кератансульфаты содержат в своём составе N-ацетилглюкозамин, галактозу, H₂SО₄. С возрастом содержание кератансульфатов в межпозвоночных хрящах, в роговице и других тканях возрастает.

Гепарин включает в свой состав глюкоранатсульфат, N-ацетилглюкозаминсульфат. Синтезируется в тучных клетках. Биологическая роль: является антикоагулянтом, структурным компонентом базальных мембран, активатором некоторых ферментов, выполняет дезинтоксикационную функцию.

Гликозаминогликаны чаще всего в тканях находятся не в свободном состоянии, а в составе протеогликанов.

ХС

ХЭ

ХС

ХС

Протеогликаны (ПГ) – это белково-углеводные комплексы, в которых содержится белки <5%, а углеводная часть представлена гликозаминогликанами. В хрящевой ткани протеогликаны образуют особые структуры – протеогликановые агрегаты. Наиболее распространённым является агрекан. Он имеет структуру, представленную на рисунке. Этот агрегат имеет молекулярную массу до 1 миллиарда дальтон. Наряду с большими агрегатами присутствуют малые протеогликановые агрегаты, в которые входят одна полипептидная цепь и две - три углеводные цепочки – бигликаны.