МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ПО ПРОВЕДЕНИЮ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫСТУДЕНТОВ
Модуль III. Обмен и функции углеводов
учебной дисциплины (модуля) «Биохимия»
для специальности Лечебное дело
курс II семестр 3
| Составитель: Артюкова О.А., к.б.н., доцент Рецензент: Лемешко Т.Н., к.б.н., доцент |
Владивосток – 2016 г.
Практическое занятие № 15
Тема: « Пути поступления и превращения углеводов в тканях организма. Последовательность реакций аэробного и анаэробного гликолиза. Ключевые реакции глюконеогенеза».
Мотивация: Научиться применять знания о свойствах углеводов, их синтезе, метаболизме, о взаимосвязи этих процессов и механизмах регуляции при последующем изучении метаболизма органов и систем, а также для решения вопросов диагностики, профилактики и лечения болезней, связанных с нарушением обмена углеводов. Знакомство с процессом гликолиза дает представление о возможностях энергетического обеспечения клеток в анаэробных условиях. Понимание значения аэробных процессов обмена глюкозы для энергообеспечения клеток различных органов позволяет понять механизмы нарушения функций органов и систем при торможении этих процессов (гипогликемическая кома, ишемия и инфаркт миокарда и др.).
Общая цель: полученные по данной теме знания формируют общекультурные и профессиональные компетенции (ПК-3, ПК-15), необходимые в последующем для изучения вопросов профессиональной направленности.
Конкретные цели и задачи. Сформировать знания о структуре углеводов животных тканей и растительных углеводов пищи. Сформировать представление об особенностях переваривания углеводов, транспорта глюкозы в клетки. Усвоить анаэробные процессы окисления глюкозы и их значение. Сформировать представление о путях превращения ПВК в клетках в зависимости от энергетического статуса и особенностей окислительного метаболизма клеток; о глюконеогенезе как процессе поддержания уровня глюкозы крови. Изучить центральные пути метаболизма в связи с аэробной дихотомией глюкозы.
В результате изучения темы студенты должны:
- иметь представление о роли углеводов в метаболизме человека; о проявлении
нарушений переваривания и всасывания углеводов для понимания патогенеза ряда
заболеваний ЖКТ.
- знать строениеглюкозы, фруктозы, рибозы, гликогена; основные этапы
и последовательность реакций аэробного и анаэробного катаболизма глюкозы, энергетический баланс аэробного и анаэробного катаболизма глюкозы; основные этапы (схема и обходные реакции) глюконеогенеза и его физиологическую роль.
- уметь объяснять особенности метаболизма глюкозы в разных тканях (органах); оценивать значение аэробного и анаэробного катаболизма глюкозы при разных физиологических состояниях организма; интерпретировать связь переключения процессов синтеза и распада глюкозы с ритмом питания и физической активностью; объяснять причины и последствия лактатацидоза.
- владеть медико-функциональным понятийным аппаратом (терминами): гликолиз, глюконеогенез, лактатацидоз.
Контрольные вопросы:
1. Углеводы. Строение основных моно-, олиго- и полисахаридов.
2. Общие пути обмена глюкозы в клетке.
3. Гликолиз: последовательность реакций. Гликолитическая оксидоредукция.
Субстратное фосфорилирование.
4. Ключевые реакции глюконеогенеза. Цикл Кори и глюкозо-аланиновый цикл.
5. Аллостерическая регуляция ферментов гликолиза и глюконеогенеза.
Роль фруктозо-2,6-бисфосфата.
Задания для самостоятельной работы студентов:
| Разделы и темы для самостоятельного изучения | Виды и содержание самостоятельной работы |
| Углеводы. Строение основных моно-, олиго- и полисахаридов. Общие пути обмена глюкозы в клетке. | – для овладения знаниями: 1. проработка учебного материала (по конспектам лекций, учебной и научной литературе). |
| Гликолиз: последовательность реакций. Гликолитическая оксидоредукция. Субстратное фосфорилирование. | – для овладения знаниями: 1. проработка учебного материала (по конспектам лекций, учебной и научной литературе). – для закрепления и систематизации знаний: 2. Записать последовательность реакций гликолиза. |
| Ключевые реакции глюконеогенеза. Цикл Кори и глюкозо-аланиновый цикл. Аллостерическая регуляция ферментов гликолиза и глюконеогенеза. Роль фруктозо-2,6-бисфосфата. | – для овладения знаниями: 1. проработка учебного материала (по конспектам лекций, учебной и научной литературе). – для закрепления и систематизации знаний: 1. Зарисовать схему цикла Кори (Рис.1) 2. Создание глоссария по теме. |
Рис.1. Глюкозо - лактатный цикл (цикл Кори)
Литература:
а) обязательная
1. Биологическая химия: Учебник/Е.С, Северин, Т.Л. Алейникова и др.- М.: ООО
«Медицинское информационное агентство», 2008. - 368 с.
2. Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С. Северина, А.Я. Николаева, 3 изд. - М.: «ГЭОТАР», 2005. – 441 с.
3. Биохимия с упражнениями и задачами: Учебник/Под ред. Е.С.Северина.- М.: «ГЭОТАР», 2008. –384 с.
4. Биохимия: учебник для вузов/ под ред. Е.С.Северина - 5-е изд., - М.: «ГЭОТАР-Медиа», 2009. – 768 с.
5. Биохимия с упражнениями и задачами: Учебник/Под ред. Е.С.Северина.- М.: «ГЭОТАР», 2011. – 624 с.
6. Биохимия: учебник / Под ред. Е.С. Северина. 5-е изд., испр. и доп. - М.: «ГЭОТАР», 2012. - 768 с.
7. Биологическая химия с упражнениями и задачами: учебник / Под ред. С.Е. Северина. 2-е изд., испр.
доп. М.: «ГЭОТАР», 2013. - 624 с.
8. Биологическая химия с упражнениями и задачами: учебник / под ред. С.Е. Северина. - 2-е изд., испр.
и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 624 с.
9. Биохимия: учебник / под ред. Е. С. Северина. - 5-е изд., испр. и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. - 768 с
10. Николаев А.Я. Биологическая химия. – М.:«Медицинское информационное агентство». – 2004.-566 с.
11. Щербак И.Г. Биологическая химия: Учебник. – СПб.: «Издательство СПбГМУ», 2005.–480 с.
Практическое занятие № 16
Тема: « Обмен гликогена. Пентозофосфатный путь превращения глюкозы. Метаболизм фруктозы и галактозы».
Мотивация: Недостаточность ряда ферментов ПФП — причина гемолиза эритроцитов. Будущему специалисту необходимо четко представлять, как протекает метаболизм фруктозы и галактозы у человека, поскольку недостаточная активность ферментов, участвующих в обмене этих гексоз, приводит к таким заболеваниям, как идиопатическая фруктозурия и галактоземия. Знание особенностей обмена этанола в организме необходимо для понимания патогенеза алкоголизма и основных подходов к его терапии. Важную роль в регуляции уровня глюкозы играют процессы синтеза и распада гликогена.
Общая цель: полученные по данной теме знания формируют общекультурные и профессиональные компетенции (ПК-3, ПК-15), необходимые в последующем для изучения вопросов профессиональной направленности.
Конкретные цели и задачи. Сформировать знания о значении пентозофосфатного пути превращения глюкозы; синтезе и распаде гликогена, изучить метаболизм галактозы, фруктозы, этанола;
В результате изучения темы студенты должны:
- знать строениегалактозы, фруктозы, схему их включения в метаболические процессы; этапы синтеза гликогена, особенности мобилизации гликогена в печени и мышцах; причины и клинические проявления гликогеновых болезней; окислительный этап пентозофосфатного пути окисления глюкозы и его биологическую роль.
- уметь объяснять особенности метаболизма глюкозы в разных тканях (органах); оценивать знчение синтеза и распада гликогена для поддержания гомеостаза глюкозы; объяснять молекулярные механизмы нарушений обмена гликогена; объяснять значение пентозофосфатного пути окисления глюкозы, причины и последствия нарушения этого процесса для органов и тканей.
- владеть медико-функциональным понятийным аппаратом (терминами): гликогенозы, агликогенозы, галактоземия, фруктозурия.
Контрольные вопросы:
1. Метаболизм фруктозы и галактозы.
2. Синтез и распад гликогена. Ковалентная модификация и аллостерическая регуляция гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы. Гликогенозы.
3. Пентозофосфатный путь превращения глюкозы. Образование восстановительных эквивалентов и рибозы.
4. Челночные механизмы переноса восстановительных эквивалентов из цитозоля в матрикс митохондрий.
Задания для самостоятельной работы студентов:
| Разделы и темы для самостоятельного изучения | Виды и содержание самостоятельной работы |
| Метаболизм фруктозы и галактозы. Синтез и распад гликогена. Ковалентная модификация и аллостерическая регуляция гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы. Гликогенозы. Пентозофосфатный путь превращения глюкозы. Образование восстановительных эквивалентов и рибозы. Челночные механизмы переноса восстановительных эквивалентов из цитозоля в матрикс митохондрий. | – для овладения знаниями: 1. проработка учебного материала (по конспектам лекций, учебной и научной литературе). – для закрепления и систематизации знаний: 2. Работа с тестами для самопроверки. 3.Создание глоссария по теме. – для формирования умений: 4. Решение задач |
| Гликогенозы. Агликогенозы | – для формирования умений: 1. написание рефератов (эссе). |
Задания для самоконтроля подготовки к практическому занятию (тесты):
1. Выберите один неправильный ответ. Катаболизм глюкозы:
а) может протекать как в аэробных, так и в анаэробных условиях
б) происходит в цитозоле и в митохондриях
в) служит основным источником АТФ в мышцах при голодании
г) промежуточные продукты используются в анаболических процессах
д) максим. количество АТФ, образующееся при катаболизме 1 молекулы - 38 моль
2. Выберите неправильный ответ. Аэробный распад глюкозы служит источником:
а) субстратов для синтеза аминокислот
б) субстратов для синтеза ТАГ в печени
в) АТФ для жизнедеятельности эритроцитов
г) субстрата для синтеза НАДФ в жировой ткани
д) субстратов для общего пути катаболизма
3. Выберите неправильный ответ. Анаэробный гликолиз:
а) служит основным поставщиком энергии для эритроцитов
б) обеспечивает энергией мышцы при длительной работе
в) происходит только при условии регенерации НАД+ с помощью пирувата
г) обеспечивает окисление глюкозы и образование АТФ без О2
д) включает 2 реакции субстратного фосфорилирования
4. Выберите правильные ответы. Глюконеогенез:
а) поддерживает постоянный уровень глюкозы в крови
б) обеспечивает энергетические затраты клеток мозга
в) включает обратимые реакции гликолиза
г) использует 2 моля субстрата для синтеза 1 моля продукта
д) использует 6 молей АТФ для синтеза 1 моля продукта
5. Источники атомов углерода для синтеза глюкозы является все соединения, кроме
а) аланин б) аспартат
в) ацетил-КоА г) глицерол д) малат
6. Установите соответствие.
А. Глюконеогенез в печени 1) ускоряется в абсортивном периоде
Б. Распад гликогена в печени 2) образует глюкозу, не используя АТФ
В. Оба 3) источник глюкозы для других органов
Г. Ни один 4) обеспечивает глюкозой мозг при голодании
7. Пируват в глюконеогенезе:
а) образуется из лейцина
б) образуется из глицерина
в) превращается в оксалоацетат
г) подвергается окислительному декарбоксилированию
д) превращается в лактат
8. Выберите неправильный ответ. Глюкозолактатный цикл Кори включает:
а) образование лактата из глюкозы в мышцах
б) превращение лактата в мышцах в глюкозу
в) транспорт лактата из мышц в печень
г) синтез глюкозы из лактата в печени
д) поступление глюкозы из печени в кровь
9. Глюконеогенез активируется гормонами:
а) глюкагоном б) тироксином
в) адреналином г) инсулином д) кортизолом
10. Пируваткарбоксилаза в качестве кофермента содержит:
а) биотин б) фолат
в) ТДФ г) НАД+
Решить задачи:
Задача 1. При остром алкогольном отравлении нередко наблюдается гипогликемия и лактатацидоз. Укажите причину наблюдаемого симптома. Ответ аргументируйте, представив пути метаболизма глюкозы, скорость которых изменяется под влиянием алкоголя.
Задача 2. У больного наблюдалась выраженная гипогликемия натощак. При исследовании биоптата печени оказалось, что синтез гликогена происходит, но образуются молекулы с короткими боковыми ветвями. Недостаточная активность, какого фермента может быть причиной данной патологии? Ответ обоснуйте, написав схему мобилизации гликогена.
Задача 3. Почему при наследственной недостаточности глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы наблюдается гемолиз эритроцитов и развитие гемолитической анемии, особенно под влиянием некоторых препаратов, способных повышать скорость образования токсических перекисей (например, противомалярийного лекарства - примахина), или при употреблении в пищу некоторых бобовых?
Рекомендуемые темы для выполнения СРС во внеучебное время (доклады, рефераты, презентации):
1. Наследственные нарушения обмена углеводов.
2. Сахарный диабет.
3. Особенности углеводного обмена в детском возрасте.
4. Применение некрахмальных полисахаридов растительного и животного происхождения (хитозан, микрокристаллическая целлюлоза, пектины, альгинаты) в качестве энтеросорбентов
5. Лабораторная диагностика нарушений углеводного обмена при сахарном диабете.
6. Состояние углеводного обмена в условиях гипоксии.
7. Особенности анаэробного окисления глюкозы у микроорганизмов (брожение)
8. Влияние этилового спирта (алкоголя) на обмен углеводов в организме человека.
9. Генетические нарушения метаболизма гликогена.
10. Значение гликолиза в эмбриогенезе и развитии плода.
11. Нарушение метаболизма при избыточном углеводном питании
12. Особенности обмена углеводов при гиподинамии и в процессе активной физической деятельности (спорт).
13. Опыт использования низкоуглеводных диет для коррекции массы тела («кремлевская диета»).
14. Применение растворов глюкозы для парентерального питания
Для подготовки докладов, рефератов студентами обязательно использовать монографии, журнальные статьи, в том числе, иностранные источники, а также Интернет-ресурсы (https://www.biblioclub.ru/. https://www.studmedlib.ru/ и др.). Поиск литературы осуществляется студентом самостоятельно с помощью каталогов научной библиотеки, библиографических справочников, электронной библиотеки
Литература:
а) обязательная
1. Биологическая химия: Учебник/Е.С, Северин, Т.Л. Алейникова и др.- М.: ООО
«Медицинское информационное агентство», 2008. - 368 с.
2. Биохимия: Учебник / Под ред. Е.С. Северина, А.Я. Николаева, 3 изд. - М.: «ГЭОТАР», 2005. – 441 с.
3. Биохимия с упражнениями и задачами: Учебник/Под ред. Е.С.Северина.- М.: «ГЭОТАР», 2008. –384 с.
4. Биохимия: учебник для вузов/ под ред. Е.С.Северина - 5-е изд., - М.: «ГЭОТАР-Медиа», 2009. – 768 с.
5. Биохимия с упражнениями и задачами: Учебник/Под ред. Е.С.Северина.- М.: «ГЭОТАР», 2011. – 624 с.
6. Биохимия: учебник / Под ред. Е.С. Северина. 5-е изд., испр. и доп. - М.: «ГЭОТАР», 2012. - 768 с.
7. Биологическая химия с упражнениями и задачами: учебник / Под ред. С.Е. Северина. 2-е изд., испр.
доп. М.: «ГЭОТАР», 2013. - 624 с.
8. Биологическая химия с упражнениями и задачами: учебник / под ред. С.Е. Северина. - 2-е изд., испр.
и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2014. - 624 с.
9. Биохимия: учебник / под ред. Е. С. Северина. - 5-е изд., испр. и доп. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. - 768 с
10. Николаев А.Я. Биологическая химия. – М.:«Медицинское информационное агентство». – 2004.-566 с.
11. Щербак И.Г. Биологическая химия: Учебник. – СПб.: «Издательство СПбГМУ», 2005.–480 с.
б) дополнительная
1. Хасина М.А. Словарь-справочник по клинической биохимии – Владивосток: «Медицина ДВ», 2008.
2. Дэвид Нельсон, Майкл Кокс. Основы биохимии Ленинджера: в 3 томах. Том 1. Основы биохимии строения и катализ. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2011.- 696 с.
3. Дэвид Нельсон, Майкл Кокс. Основы биохимии Ленинджера: В 3 томах. Том 2: Биоэнергетика и метаболизм. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2014.- 640 с.
4. Дэвид Нельсон, Майкл Кокс. Основы биохимии Ленинджера: в 3 томах. Том 3: Пути передачи информации. – М.: Бином. Лаборатория знаний, 2015.- 448 с.
5. Интернет-ресурсы (https://www.biblioclub.ru/. https://www.studmedlib.ru/ и др.).
Оценивание уровня сформированности компетенций обучающихся проводится по балльно – рейтинговой системе