Тема 10. Дихотомическое расщепление глюкозы. Глюконеогенез. Обмен пировиноградной кислоты.

Место проведения - кафедра биохимии.

Продолжительность занятия - 180 мин.

 

2. Цель занятия: Освоить метод количественного определения ПВК в моче и изучить возможность его использования для диагностики интоксикаций промышленными ядами, гиповитаминоза В₁, гипоксических состояний.

 

3. Конкретные задачи:

3.1. Студент должен знать:

3.1.1. Этапы анаэробного дихотомического расщепления глюкозы (гликолиза) и биологическую роль каждого этапа.

3.1.2. Реакции анаэробного дихотомического расщепления глюкозы, роль этого процесса, энергетический выход гликолиза.

3.1.З. Основные этапы аэробного окисления глюкозы.

3.1.4. Обмен пировиноградной кислоты.

3.1.5. Принцип метода определения ПВК в крови и моче. Нормы ПВК в крови и моче, диагностическое значение этих показателей.

3.2. Студент должен уметь:

3.2.1.Количественно опреде­лить ПВК в моче и изучить возможность

использования метода в санитарно-гигиенических и клиничес-

ких исследованиях.

 

4. Мотивация: Определение концентрации ПВК в моче и в крови представляет для врача практический интерес с точки зрения лабораторной диагностики острых и хронических интоксикаций, гиповитаминоза В₁, гипоксических состоя­ний.

5. Задание для самоподготовки:

Студенты должны изучить рекомендуемую литературу, используя вопросы для самоподготовки.

Основная литература

5.1. Лекционный материал по теме: Гликолиз. Глюконеогенез. Обмен пировиноградной кислоты.

5.2. Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф. Биологическая химия. М., Медицина, 1998 г., С. 327-345.

5.3. Биохимия (учебник для ВУЗов под ред. чл.- корр. РАН, проф. Е.С.Северина, М., 2003, С. 247-250, 315-316, 333-343, 281-285.

5.4. Подготовиться к лабораторной работе по методическому пособию «Учебно-методическоe пособие к практическим занятиям по биологической химии, С – Пб., 2008

Дополнительная литература

5.5 Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия человека. М., Мир, 1993, С. 181-188, 196-199, 214-219.

5.6 Методические пособия для подготовки к лабораторным работам

- Медицинские лабораторные технологии и диагностика: Справочник. Т.1, Под редакцией А. И. Карпищенко. – Санкт-Петербург: Интермедика, 1999, С. 83-84;

- Кушманова О. Д., Ивченко Г. И. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. Москва. Медицина, 1983, С.146-148;

- Методы биохимических исследований / Под ред. Прохоровой, Л. 1982 г, С. 190 –192; 192-194;

- Лабораторные методы исследования в клинике / Под ред. Меньшикова 1987 г., М., Медицина, С. 210-212; 240.

5.7. Подготовиться к тестовому контролю.

 

6. Вопросы для самоподготовки:

6.1. Назовите пути распада глюкозы по типу расщепления и условиям окисления молекулы.

6.2. Назовите основные этапы дихотомического распада глюкозы в

анаэробных и аэробных условиях.

6.3. Что такое гликолиз, какова его биологическая роль?

6.4. Стадии гликолиза (подготовительная и оксидоредукции), их

биологическая роль.

6.5. Что такое субстратное фосфорилирование? На каких стадиях гликолиза оно происходит?

6.6. Энергетический выход гликолиза.

6.7. Эффект Пастера.

6.8. При каких процессах в организме образуется пируват?

6.9. Каким превращением подвергается пировиноградная кислота в

1) гликолизе, 2) при аэробном окислении глюкозы, 3) в ходе

глюконеогенеза, 4) белкового обмена, 5) липидного обмена?

6.10 Глюконеогенез, биологическая роль, регуляция, уметь писать обходные реакции гликолиза в процессе глюконеогенеза.

6.11. Какой ферментативный комплекс участвует в окислительном

декарбоксилировании ПВК? Назовите ферменты, кофермен-

ты и витамины, участвующие в этом процессе.

6.12. Какие вещества инактивируют пируватоксидазную систему

и почему?

6.13. Метод определения ПВК в моче, использование его для

диагностических и про­филактических целей.

7. Этапы занятия, контроль усвоения и распределения учебного времен

 

N п\п	Этапы проведения занятия	Формы проведения	Время (мин.)
7.1	Постановка задачи.	Излагает преподаватель.
7.2	Контроль и сходного уровня знаний.	Тестовый контроль
7.3	Разбор теоретического мате- риала.	Опрос студентов дискуссия.
7.4	Приобретение практических навыков.Выполнение практи- ческой части занятия,оформле- ние протоколов лабораторных работы и подписание протоко- лов преподавателем.	Выполнение практической работы
7.5	Подведение итогов занятия.	Излагает преподаватель.

 

Пример билета проверочного контроля

Выберите номер правильного ответа:

1. Гликолиз — это ферментативный процесс расщепления глюкозы:

1) аэробного апотомического

2) анаэробного апотомического

3) аэробного дихотомического

4) анаэробного дихотомическог

2. Приведите пример реакции субстратного фосфорилирования

в процессе гликолиза.

Биологическая роль пировиноградной кислоты Пировиноградная кислота (ПВК) образуется в организме при метаболических превращениях углеводов, белков и липидов. Она образуется в тканях в процессе окисления глюкозы, распада гликогена, окисления глицерина, ряда аминокислот и молочной кислоты.

ПВК является ключевым метаболитом анаэробного и аэробного окисления глюкозы. В процессе гликолиза ПВК восстанавливается до молочной кислоты - конечного продукта анаэробного обмена; в аэробных условиях ПВК подвергается окислительному декарбоксилированию с образованием ацетил-коА, который подвергается дальнейшему окислению в цикле трикарбоновых кислот или используется для синтеза липидов и аминокислот. ПВК является основным субстратом глюконеогенеза.

Значение определения концентрации ПВК в крови и моче в санитарно-химических и клинических исследованиях.

Повышение концентрации ПВК в крови и моче наблюдается при гиповитаминозе В₁, при воздействии на организм промышленных ядов, блокирующих SH-группы тиоловых ферментов, паренхиматозных заболеваниях печени, тяжелой сердечной недостаточности, гипоксических состояниях, острых инфекционных заболеваниях, инсулинзависимом сахарном диабете, диабетическом кетоацидозе, гепато-церебральной дистрофии, акродинии, мышечной дистрофии и др. заболеваниях. Наиболее резкое повышение ПВК в крови отмечается при интенсивной мышечной работе и гиповитаминозе В₁.

Одной из причин накопления ПВК является торможение процесса ее окислительного декарбоксилирования в митохондриях клеток.

Витамин В₁ входит в состав кофермента тиаминдифосфата, который является простетической группой первого фермента пируватдегидрогеназной системы – пируватдегидрогеназы. При недостаточности этого витамина, а также при нарушении его обмена наблюдается снижение интенсивности окислительного декарбоксилирования ПВК. Введение пациенту препарата витамина В₁или тиаминдифосфата с фармакопейным названием кокарбокси-

лаза – наоборот, стимулирует процесс аэробного метаболизма пиру-

вата и повышает энергообеспечение клеток.

В состав пируватдегидрогеназной системы входят тиоловые ферменты – дегидрогеназы (пируватдегидрогеназа и дигидролипо-

илдегидрогеназа) и коферменты, содержащие SH-группы (липоевая кислота и HS-коА), поэтому пируватдегидрогеназная система блоки-

руется тиоловыми ядами: солями тяжелых металлов, окислителями, алкилирующими агентами.

Пируватдегидрогеназная система работает только в аэробных условиях, поэтому ПВК накапливается в тканях и при гипоксии.

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПВК

Существуют несколько методов количественного определения пировиноградной кислоты в тканях и биологических жидкостях.

1. Определение ПВК в крови колориметрическим методом.

Принцип метода см. в разделе «Лабораторная работа».

При анализе используют 0,2 мл крови из пальца.

Нормальные значения: 0,03 – 0,10 ммоль/л.

2. Энзиматический метод определения ПВК в крови (и в тканях экспериментальных животных).

Принцип метода. В присутствии фермента лактатдегидрогеназы пируват восстанавливается до лактата в реакции:

СOO^- COO^-

С=О + НАДН + Н^{+ 0} CH-ОН + HAД⁺

СН₃ CH₃

пируват лактат

Количество используемого в реакции пирувата эквивалентно количеству восстановленного кофермента НАДН + Н⁺ , убыль которого регистрируют спектрофотометрически при длине волны l=340 нм.

В клинике для анализа используют 1 мл венозной крови.

Нормальные значения: 0.05-0.114 ммоль/л

 

Лабораторная работа № 8