Обмен углеводов

• Название: Обмен углеводов
• Дата: 22.12.2020
• Размер: 1.99 Mb.
• Имя файла: Kollokvium-2.docx
• Тип: Документы; #162996
• страница: 6 из 7

Гликогенфосфорилаза - фермент, катализирующий расщепление гликогена до глюкозы. (По сути т.к. фруктозо-1,6-бисфосфата мало, он не должен ингибировать гликогенфосфорилазу, а значит глюкозы должно быть достаточно.

• 
  3)Лактатацидоз - скопление в плазме крови и периферических тканях нервной системы молочной кислоты. Ее перенасыщение вызывает стойкое снижение кислотности артериальной крови.
  Кислотность плазмы артериальной крови человека колеблется в пределах от 7,37 до 7,43 рН, составляя в среднем 7,4 рН. Нарушение проникновения сквозь мембраны клеточных митохондрий пирувата. В этом случае пируват активно начинает преобразовываться в лактат. Избыток молочной кислоты поступает в кровь, затем в печень, где молочная кислота реформируется в гликоген. Если печень не справляется со своей работой – развивается лактатацидоз.
  
• 
  4)Фруктозо-1-6-бисфосфатаза – фермент пути глюконеогенеза, катализирующий реакцию дефосфорилирования фруктозо-1,6-бисфосфата в фруктозо-6-фосфат. Обратная реакция, протекающая в ходе гликолиза и катализируемая фосфофруктокиназой является лимитирующей и необратимой. Таким образом, при недостаточность фруктозо-1,6бисфосфатазы прерываются процессы глюконеогенеза. Процессы синтеза глюкозы из неуглеводных соединений в основном протекают в печени и направлены на поддержание нормального уровня глюкозы крови (3,3-5,5 ммоль/л.) в период, когда она из вне не поступает, например при голодании. При нарушении процессов глюконеогенеза произойдет снижение количества глюкозы крови – гипогликемия и накопление его первичных субстратов, в частности – лактата, поэтому гипогликемия будет сопровождаться лактацидозом.
  

14. В больницу доставлен человек без сознания с признаками алкогольного отравления. При лабораторном исследовании крови получены следующие данные: алкоголь – 320 мг/дл (норма – 5 мг/дл), глюкоза – 50 мг/дл, лактат – 2 ммоль/л (норма – 1 ммоль/л). Назовите причины изменения концентрации глюкозы и лактата при остром алкогольном отравлении и ответьте на вопросы:

1) где происходит метаболизм этанола в организме, какие ферменты и коферменты-витамины участвуют, какой конечный продукт образуется и какова его дальнейшая судьба;

2) какие изменения возникают в соотношении восстановленных и окисленных форм кофермента;

3) какой метаболический процесс блокируется, являясь причиной гипогликемии и накопления лактата;

4) напишите формулами реакцию, скорость которой снижена у этого человека.

• 
  Лактат повышен, т .к. при алкогольной детоксикации нарушается выработка трех ферментов цикла трикарбоновых кислот (синтетазы цитрата, изоцитратдегидрогеназы и комплекса оксоглутаратдегидрогеназы) вплоть до их полной блокировки. Начинает накапливаться пируват (конечный продукт гликолиза) и избыток NADH заставляет лактатдегидрогеназу синтезировать лактат из пирувата, чтобы восполнить NAD+ и поддержать жизнь. Алкоголь подавляет глюконеогенез печени из-за того,что пируват изымается из из данного процесса и развивается гипогликемия, поэтому вводят раствор глюкозы.
  
• 
  1) Основным местом метаболической трансформации этанола является печень, в этом процессе может также принимать участие эпителий желудка. Этанол дегидрируется алкогольдегидрогеназой в этаналь (ацетальдегид), а затем альдегиддегидрогеназой переводится в ацетат. Уксусная кислота в реакции, катализируемой ацетат-КоА-лигазой (тиокиназой) в присутствии АТФ, превращается в ацетил-КоА
  
• 
  2) Во время превращения этанола в ацетальдегид, а затем в уксусную кислоту накапливается много НАДН, который является коферментом лактатдегидрогеназы в сторону образования лактата из пирувата.
  

окисление ацетат-КоА-лигазы до ацетил-КоА

восстановление большого количества NADH+H+

• 
  3)При избытке лактата возникает лактацидоз. Пируват является начальным звеном глюконеогенеза и его недостаток приводит к гипогликемии. Больной впал в состояние гипогликемической комы.
  
• 
  4)
  

15. Бригада скорой помощи привезла в больницу человека с острой алкогольной интоксикацией. Для оказания помощи ему ввели раствор глюкозы и сукцината. Аргументируйте целесообразность проведения этих мероприятий. Для ответа на вопрос:

1) охарактеризуйте метаболизм этанола в организме человека и, как следствие, соотношение восстановленных и окисленных форм коферментов анаэробных дегидрогеназ в гепатоцитах;

2) назовите метаболические процессы углеводного и энергетического обмена, которые «блокируются» при этом;

3) предположите, каким может быть характер гликемии (нормо-, гипер-, гипогликемия) у человека с острой алкогольной интоксикацией;

4) напишите формулами реакцию превращения сукцината, назовите фермент, класс фермента и его группу, кофермент-витамин, продукт.

• 
  Алкоголь в печени превращается в ацетальдегид. Раствор сукцината ускоряет процесс превращения ацетальдегида в уксусную кислоту. При алкогольной детоксикации нарушается выработка трех ферментов цикла трикарбоновых кислот (синтетазы цитрата, изоцитратдегидрогеназы и комплекса оксоглутаратдегидрогеназы) вплоть до их полной блокировки. Начинает накапливаться пируват (конечный продукт гликолиза) и избыток NADH заставляет лактатдегидрогеназу синтезировать лактат из пирувата, чтобы восполнить NAD+ и поддержать жизнь. Таким образом, пируват изымается из других процессов, таких как глюконеогенез, что лишает печень возможности компенсировать падение уровня глюкозы и из-за этого и вводят раствор глюкозы.
  
• 
  1) Основным местом метаболической трансформации этанола является печень, в этом процессе может также принимать участие эпителий желудка. Этанол дегидрируется алкогольдегидрогеназой в этаналь (ацетальдегид), а затем альдегиддегидрогеназой переводится в ацетат. Уксусная кислота в реакции, катализируемой ацетат-КоА-лигазой (тиокиназой) в присутствии АТФ, превращается в ацетил-КоА
  
• 
  2)Во время превращения этанола в ацетальдегид, а затем в уксусную кислоту накапливается много НАДН, который является коферментом лактатдегидрогеназы в сторону образования лактата из пирувата.
  

окисление ацетат-КоА-лигазы до ацетил-КоА

восстановление большого количества NADH+H+

• 
  3)Гипогликемия. При избытке лактата возникает лактацидоз. Пируват является начальным звеном глюконеогенеза и его недостаток приводит к гипогликемии.
  
• 
  4) Сукцинатдегидрогеназа – оксидоредуктаза, оксигеназа
  

16. У 2-х больных наследственная энзимопатия – гликогеноз. У одного из них недостаток фосфорилазы гликогена в миоцитах (5 тип, болезнь Мак-Ардля), а у другого – фосфатазы глюкозо-6-фосфата (тип 1а, болезнь Гирке). Ответьте на вопросы:

1) какой метаболический процесс нарушен у больных и какие реакции в этом процессе катализируют указанные ферменты; напишите формулами реакцию фосфатазы;

2) как будут проявляться эти гликогенозы;

3) какая из форм более тяжелая и почему?

• 
  1)В случае с недостатком фосфорилазы гликогена (фермент гликогенолиза, негидролитически расщепляет а-1,4-гликозидные связи с отделением одной молекулы глюкозо-1-фосфата) будет происходить накопление гликогена нормальной структуры в мышцах или печени в зависимости от пораженной изоформы.
  

Глюкозо-6-фосфатаза – фермент, превращающий ключевое соединение метаболизма углеводов – глюкозо-6фосфат, в глюкозу. Если в первом случае были невозможны процессы только гликогенолиза, то во втором невозможны процессы и глюконеогенеза, т.е. организм не способен самостоятельно поддерживать уровень сахара в крови в принципе. Состояние сопровождается тяжелой гипогликемией, а также ацидозом, вследствие накопления лактата – субстрата глюконеогенеза.

• 
  2)У обоих больных будет наблюдаться гипогликемия, накопление гликогена в печени, почках и мышцах, а также лактоацидоз. У первого больного это будет связано с невозможностью расщепления альфа-1,4 о гликозидной связи в цепочке гликогена. У второго больного глюкоза не сможет после гликогенолиза выходить в кровь, поскольку , имея форму глюкозо-6-фосфата, окажется "запертой" в клетке.
  
• 
  3) Форма гликогеноза первого больного тяжелее, поскольку гликоген, в отличие от глюкозо 6 фосфата, не может быть использован организмом в других целях (в окислении в ПФЦ, например, или в работе мышц), а его накопление приведет лишь к увеличению печени.
  

17. У грудного ребенка через 2 – 2,5 ч после кормления появляются судороги. При обследовании обнаружено увеличение печени, гипогликемия. При введении адреналина содержание сахара в крови не изменяется. Ответьте на вопросы:

1) за счет какого процесса в постабсорбтивный период (через 2-4 ч после приема пищи) поддерживается уровень глюкозы в крови;

2) какова диагностическая значимость введения адреналина и механизм его действия на запускаемый процесс;

3) с какими нарушениями углеводного обмена связаны описанные симптомы и какова причина этих нарушений.

• 
  1)Примерно через 2 часа после приема пищи из состояния алиментарной гипергликемии концентрация сахара в крови возвращается к нормальному уровню, так как вся глюкоза к этому времени метаболизируется в гепатоцитах. В течении следующих 8-12 часов в норме уровень глюкозы крови поддерживается за счет процессов гликогенолиза. Судороги обычно появляются в случае состояния гипогликемии, что дает нам основание предположить о нарушении процессов гликогенолиза у ребенка. Подтверждением этому служит гепатомегалия – увеличение печени – обязательный симптом в случае чрезмерного накопления гликогена в печени, который не может расщепляться из-за отсутствия или недостаточности соответствующих ферментов. Наиболее вероятен дефект гликогенфосфорилазы.
  
• 
  2) Введение адреналина способствует активации киназы фосфорилазы, которая активируют гликогенфосфорилазу путем фосфорилирования. Так как вероятно у больного недостаток этой самой гликогенфосфорилазы, адреналин и не оказывает никакого влияния на уровень сахара в крови.
  
• 
  3) У данного ребенка нарушен процесс синтеза гликогена. Вследствие нехватки глюкозы наблюдаются судороги. Для их предотвращения ребенка нужно кормить каждые 2 часа. Вывод: ребенок страдает гликогенозом
  

18. У больного с генетическим дефектом глюкозо-6-фосфатазы обнаружено высокое содержание в крови мочевой кислоты – конечного продукта катаболизма пуриновых нуклеотидов (гиперурикемия). Ответьте на вопросы:

1) в каких метаболических процессах обмена углеводов участвует данный фермент и какую реакцию он катализирует (назовите субстраты, класс фермента, продукты);

2) как используется субстрат данного фермента вследствие дефекта последнего;

3) напишите формулами ключевую реакцию метаболического процесса использования субстрата, активация которого впоследствии становится причиной гиперурикемии.

• 
  1) Глюкозо-6-фосфат – фермент, обеспечивающий выход глюкозы в кровоток после ее высвобождения из гликогена клеток печени.
  
• 
  2)Глюкозо-6-фосфат является субстратом не только для реакция гликолиза, но так же и для альтернативного пути окисления глюкозы – пентозофосфатного цикла. В ходе окислительного этапа глюкозо-6фосфат подвергается окислительному декарбоксилированию, в результате чего образуется рибулозо-5-фосфат и 2 NADPH. Включает в себя следующие реакции: дегидрирование Г6Ф в глюконолактон-6-фосфат под действием Г6Ф-дегидрогеназы с образованием одной молекулы восстановленного кофермента – NADPH; гидратация глюконолактон-6-фосфата с образованием 6-фосфоглюконата под воздействием глюконолактонгидратазы; 6фосфоглюконат подвергается окислительному декарбоксилированию (6фосфоглюконатдегидрогеназа) с образованием еще одной молекулы восстановленного кофермента – NADPH и рибулозо-5-фосфата, который служит субстратом для неокислительного этапа ПФЦ. Под воздействием изомеразы рибулозо-5-фосфат превращается в рибозо-5-фосфат, который как раз и используется на синтез нуклеозидов, нуклеотидов, нуклеотидных коферментов и нуклеиновых кислот.
  
• 
  3)
  

19. У двух больных галактоземия. Генетический анализ установил, что у одного патология обусловлена недостаточностью галактокиназы, а у другого – галактозо-1-фосфат-уридилтрансферазы. Ответьте на вопросы:

1) какой метаболический процесс нарушен у больных и какие реакции катализируют указанные ферменты в этом процессе;

2) у кого из больных в отсутствии лечения можно прогнозировать развитие тяжелого поражения печени, а у кого – развитие катаракты;

3) каковы биохимические основы развития катаракты при галактоземии.

• 
  Галактокиназа – фермент катализирующий реакцию образования галактозо-1-фосфата из галактозы. Галактоза-1-фосфат в дальнейшем превращается в глюкозо-1-фосфат под действием галактозо-1-фосфатуридилтрансферазы (ГАЛТ). Наиболее тяжелой формой галактоземии является недостаток ГАЛТ, так как в этом случае происходит накопление галактозо-1-фосфата. Галактозо-1-фосфат оказывает токсическое действие на гепатоциты, почки, вызывает нарушения в клетках полушарий головного мозга и мозжечка, в тяжелых случаях – отек мозга, задержку умственного развития, возможен летальный исход. Также галактозо-1-фосфат влияет на активность других ферментов, участвующих в углеводном обмене. В случае с галактоземии, вызванной дефектом галактокиназы, названных нарушений не отмечают
  

20. У ребенка 2-х месяцев низкий прирост веса, рвота, диарея, признаки развивающейся катаракты, сахар крови глюкозооксидазным методом составляет 2,3 ммоль/л, а ортотолуидиновым методом – 4,5 ммоль/л. В моче реакция Ниландера положительная.

Ответьте на вопросы:

1) с чем могут быть связаны различия результатов определения сахара в крови разными методами и каковы причины положительной реакции Ниландера;

2) с какими нарушениями углеводного обмена могут быть связаны данные нарушения, учитывая возраст ребенка и питание молоком;

3) каковы причины предполагаемой патологии и какие дополнительные анализы могут подтвердить диагноз;

4) объясните причины гипогликемии при данной патологии и биохимические основы развития катаракты.

• 
  Глюкозооксидазный метод – специфический способ определения глюкозы в крови (норма: 3,3-5,5 ммоль/л.). Таким образом у ребенка отмечается стойкая гипогликемия. Однако определение уровня альдолаз в крови ортотолуидиновым методом дало результат в пределах нормы (норма 3,9-6,0 ммоль/л.). Положительная реакция Ниландера в моче указывает на повышение концентрации одного из веществ с восстановительным потенциалом. Учитывая возраст ребенка, наиболее вероятно нарушение процессов метаболизма галактозы, что привело к галактоземии и галактозурии, что и отражают результаты анализов. Наиболее часто встречающимся вариантом, сопровождающимся так же гипогликемией как в нашем случае, является дефект галактозо-1фосфатуридилтрансферазы (ГАЛТ), которая катализирует реакцию превращения галактозо-1-фосфата в глюкозо-1-фосфат. Очевидно, что таким образом блокируется один из путей получения глюкозы в организме. Накопление галактозо-1-фосфата оказывает токсическое действия на гепатоциты, что нарушает функции печени: работу ферментов гликогенолиза и глюконеогенеза. Именно эти обстоятельства являются причиной гипогликемии с одновременной галактоземией, а в целом количество сахара крови остается в норме. При диагностике галактоземии исследуют мочу на содержание галактозы, собранную после нескольких кормлений молоком. Лечение заключается в удалении галактозы из рациона.
  

21. У ребенка при переходе с грудного кормления на смешанное (прием пищи, содержащей сахарозу и фруктозу) возникли нарушения: рвота, судороги после приема пищи. При осмотре увеличена печень, глюкоза крови – 2,5 ммоль/л, проба Ниландера резко положительная. Ответьте на вопросы:

1) какова норма глюкозы в крови натощак;

2) какова диагностическая значимость пробы Ниландера;

3) с какими нарушениями углеводного обмена могут быть связаны описанные симптомы, учитывая переход ребенка на смешанное питание, содержащее фруктозу;

4) каковы причины предполагаемой патологии;

5) каковы причины гипогликемии при данной патологии.

• 
  У ребенка сахаразно-изомальтазная недостаточность(ферментный комплекс пристеночного пищеварения, гидролизует альфа-1,2 и альфа-1,6 гликозидные связи сахарозы и изомальтозы )
  
• 
  Общая норма гликемии у детей от одного месяца до 14 лет — 3,3–5,6ммоль/л.
  
• 
  Диагностическая значимость пробы Ниландера – обнаружение сахара в моче.
  
• 
  Непереносимось фруктозы, фруктоземия - врожденное нарушение обмена веществ, при котором организм не может полноценно усваивать фруктозу и некоторое ее количество выделяется с мочой (фруктозурия). В основе заболевания лежит недостаточность фруктозо-1-фосфатальдолазы, что ведет к накоплению перасщепленной фруктозы в крови и выделению ее с мочой. Заболевание передается по наследству. Симптомы непереносимости обусловлены накоплением токсических продуктов неполного обмена фруктозы (фруктозо-Гфосфага) при недостаточности фермента фруктокиназы. Гипогликемию, возникающую после приема фруктозы у больных с врожденной непереносимостью к ней, объясняют блокированием фосфоглюкомутазы и нарушением гликолиза.
  

22. Больной 39 лет поступил с жалобами на сильную жажду и быструю утомляемость. Потеря веса за последние 5 недель составила 4 кг, несмотря на хороший аппетит и умеренную физическую нагрузку. Анализ крови показал, что концентрация глюкозы спустя 2 ч после приема пищи равна 242 мг/дл. Ответьте на вопросы:

1) какова диагностическая значимость анализа на сахар через 2 ч после приема пищи;

2) какое заболевание можно предположить у пациента и каковы его причины;

3) каковы причины гипергликемии при данной патологии;

4) что является причиной жажды и как объяснить быструю утомляемость пациента.

• 
  Диагностическая значимость анализа на сахар через 2 ч после приема пищи – выявление диабета. Принятая допустимая норма сахара через 2 часа после еды – величина в пределах интервала 3,9 – 6,7 ммоль/л.
  
• 
  Са́харный диабе́т — группа эндокринных заболеваний, связанных с нарушением усвоения глюкозы и развивающихся вследствие абсолютной или относительной (нарушение взаимодействия с клетками-мишенями) недостаточности гормона инсулина, в результате чего развивается гипергликемия — стойкое увеличение содержания глюкозы в крови.