коллок 1 бх. обмен углеводов
 Скачать 23.56 Kb.
|
|
ВОПРОСЫ И ЗАДАЧИ ДЛЯ СОБЕСЕДОВАНИЯ (коллоквиума) ПО ТЕМЕ «ОБМЕН УГЛЕВОДОВ» Вопросы Охарактеризуйте переваривание углеводов пищи, назовите ферменты полного переваривания крахмала и охарактеризуйте их по плану: место синтеза, место работы, оптимальное значение рН для работы, класс, подкласс, субстрат, продукты. Охарактеризуйте механизмы транспорта глюкозы: 1) из полости кишечника в энтероциты и в кровь (механизм всасывания); 2) из крови в клетки тканей; 3) отметьте особенности транспорта в мышечную и жировую ткани и поясните, почему они являются инсулинозависимыми; 3. Напишите формулами реакцию фосфорилирования глюкозы, назовите фермент, класс и подкласс фермента, продукты реакции, охарактеризуйте значение реакции и сравните особенности работы фермента в печени и мозге (субстратная специфичность изоформ, значение Км, аллостерическая регуляция продуктом реакции), назовите возможные пути дальнейшего использования продукта реакции в клетках. 4. Охарактеризуйте процесс анаэробного гликолиза по плану: 1) в каких тканях, когда и с какой целью процесс идет наиболее активно; 2) ход реакций (субстраты, ферменты / класс ферментов, продукты или характеристика основных этапов), напишите формулами заключительную реакцию процесса, объясните её биологическую роль; 3) способы синтеза АТФ, источники энергии для синтеза АТФ и энергетический выход; 4) аллостерическая регуляция скорости процесса (назовите аллостерические ферменты, аллостерические активаторы и ингибиторы, объясните механизм регуляции); 5) гормональная регуляция скорости процесса (назовите гормон-активатор, ключевые ферменты и возможные способы активации ключевых ферментов при участии данного гормона). 5. Охарактеризуйте процесс аэробного гликолиза по плану: 1) в каких тканях, когда и с какой целью процесс идет наиболее активно; 2) ход реакций (субстраты, ферменты / класс ферментов, продукты или характеристика основных этапов), напишите формулы исходного субстрата и конечного продукта; 3) способы синтеза АТФ, энергетический выход в случае работы малат-аспартатного челнока; 4) аллостерическая регуляция скорости процесса (назовите аллостерические ферменты, аллостерические активаторы и ингибиторы, объясните механизм регуляции); 5) гормональная регуляция скорости процесса (назовите гормон-активатор, ключевые ферменты и возможные способы активации ключевых ферментов при участии данного гормона). 6. Охарактеризуйте и напишите формулами окислительную реакцию гликолиза: 1) назовите субстраты, продукты, фермент / класс фермента и его группу, кофермент-витамин; 2) охарактеризуйте дальнейшие превращения восстановленного кофермента и объясните механизм работы малат-аспартатного челнока: назовите субстрат для передачи водорода от восстановленного кофермента, фермент и продукты реакции в цитоплазме и митохондриях; 3) объясните последующее окисление восстановленного кофермента в матриксе митохондрий, приводящее к синтезу АТФ: назовите ферменты, коферменты и кофакторы цепи переноса электронов от восстановленного кофермента на конечный акцептор, фермент реакции синтеза АТФ, энергетический выход. 7. Охарактеризуйте и напишите формулами окислительную реакцию гликолиза: 1) назовите субстраты, продукты, фермент / класс фермента и его группу, кофермент-витамин; 2) охарактеризуйте дальнейшие превращения восстановленного кофермента и объясните механизм работы глицерофосфатного челнока: назовите субстрат для передачи водорода от восстановленного кофермента, фермент и продукты реакции в цитоплазме и митохондриях; 3)объясните последующее окисление восстановленного кофермента в матриксе митохондрий, приводящее к синтезу АТФ: назовите ферменты, коферменты и кофакторы цепи переноса электронов от восстановленного кофермента на конечный акцептор, фермент реакции синтеза АТФ, энергетический выход. 8. Охарактеризуйте процесс полного окисления глюкозы по плану: 1) этапы процесса и их результаты; 2) энергетический выход (объясните полученный результат); 3) аллостерическая регуляция скорости процесса (назовите аллостерические ферменты различных этапов процесса и основные аллостерические активаторы и ингибиторы, объясните механизм аллостерической регуляции); 4) гормональная регуляция скорости процесса (назовите гормон-активатор, ключевые ферменты и возможные способы активации ключевых ферментов при участии данного гормона). 9. Охарактеризуйте процесс регуляции гликолиза и глюконеогенеза в печени в зависимости от ритма питания: 1) назовите ключевые ферменты обоих процессов; 2) назовите гормоны-регуляторы и способы изменения активности ключевых ферментов при участии этих гормонов, а также объясните механизм действия гормонов, приводящий к активации ключевых ферментов; 3) назовите аллостерические ферменты обоих процессов и их аллостерические регуляторы – активаторы и ингибиторы; 10. Охарактеризуйте пентозофосфатный путь окисления глюкозы по плану: 1) в каких тканях, когда и с какой целью процесс идет наиболее активно; 2) ход реакций: назовите основные этапы и напишите формулами ключевую реакцию (назовите субстрат, фермент / класс фермента и его группу, кофермент-витамин, продукты); 3) результат процесса и его значение; 4) объясните механизм повышения активности ключевого фермента при участии гормона, если известно, что он связан с регуляцией экспрессии гена; назовите гормон-активатор. 11. Охарактеризуйте метаболический процесс синтеза гликогена по плану: 1) в каких тканях, когда и с какой целью процесс идет наиболее активно; 2) ход реакций (назовите субстраты, ферменты / класс ферментов, продукты), реакции с затратами АТФ; 3) строение конечного продукта – гликогена; 4) гормональная регуляция скорости процесса (назовите гормон-активатор и объясните механизм его действия, приводящий к синтезу гликогена). 12. Охарактеризуйте метаболический процесс распада гликогена в печени в период голодания по плану: 1) строение гликогена; 2) значение гликогенолиза в печени; 3) ход реакций (назовите субстраты, ферменты / класс ферментов, продукты); 4) гормональная регуляция скорости процесса с характеристикой глюкагона: химическая природа, место синтеза, сигнал для секреции, механизм действия, приводящий к гликогенолизу. 13. Охарактеризуйте метаболический процесс распада гликогена в мышцах при физической нагрузке по плану: 1) строение гликогена; 2) значение гликогенолиза в мышцах; 3) ход реакций (назовите субстраты, ферменты / класс ферментов, продукты); 4) гормональная регуляция скорости процесса с характеристикой адреналина: химическая природа, место синтеза, сигнал для секреции, механизм действия, приводящий к гликогенолизу; 5) дополнительные механизмы регуляции гликогенолиза в мышцах при участии кальция и АМФ. 14. Охарактеризуйте метаболический процесс синтеза глюкозы (глюконеогенез) по плану: 1) в каких тканях, когда и с какой целью процесс идет наиболее активно; 2) ход реакций синтеза из глицерола (назовите субстраты, ферменты / класс ферментов, коферменты-витамины, продукты); 3) затраты АТФ; 4) гормональная регуляция скорости процесса при участии глюкагона с характеристикой гормона: химическая природа, место синтеза, сигнал для секреции, механизм действия, приводящий к глюконеогенезу. 15. Охарактеризуйте метаболический процесс синтеза глюкозы (глюконеогенез) по плану: 1) в каких тканях, когда и с какой целью процесс идет наиболее активно; 2) ход реакций синтеза из аланина (назовите субстраты, ферменты / класс ферментов, коферменты-витамины, продукты); 3) затраты АТФ; 4) гормональная регуляция скорости процесса при участии кортизола с характеристикой гормона: химическая природа, место синтеза, сигнал для секреции, механизм действия, приводящий к глюконеогенезу. 16. Охарактеризуйте участие инсулина в регуляции обмена углеводов по плану: 1) химическая природа гормона; 2) место синтеза; 3) сигнал для секреции; 4) механизм передачи сигнала в клетки-мишени: механизм влияния на транспорт глюкозы и особенности действия на инсулинозависимые ткани, метаболические процессы углеводного обмена, «запускаемые» инсулином, механизм регуляции активности их ключевых ферментов; 5) конечный биологический эффект. 17. Охарактеризуйте участие глюкагона в регуляции обмена углеводов по плану: 1) химическая природа гормона; 2) место синтеза; 3) сигнал для секреции; 4) механизм передачи сигнала в клетки-мишени, метаболические процессы углеводного обмена, «запускаемые» глюкагоном, механизм регуляции активности их ключевых ферментов; 5) конечный биологический эффект. 18. Охарактеризуйте участие кортизола в регуляции обмена углеводов по плану: 1) химическая природа гормона; 2) место синтеза; 3) сигнал для синтеза и секреции и механизм действия гормона-регулятора; 4) механизм действия на клетки-мишени, метаболический процесс углеводного обмена, «запускаемый» кортизолом, механизм регуляции активности ключевого фермента; 5) конечный биологический эффект. 19. Охарактеризуйте участие адреналина в регуляции обмена углеводов по плану: 1) химическая природа гормона; 2) место синтеза; 3) сигнал для секреции; 4) механизм передачи сигнала в клетки-мишени при участии бета-адренергических рецепторов, метаболические процессы углеводного обмена, «запускаемые» адреналином, механизм регуляции активности их ключевых ферментов; 5) конечный биологический эффект. 20. Влияние углеводов пищи на состояние полости рта. Проявления сахарного диабета в ротовой полости. Биохимические механизмы развития осложнений сахарного диабета с полости рта. 21. Пентозофосфатный путь превращения глюкозы наиболее активно идет в печени, жировой ткани, коре надпочечников, молочной железе и эритроцитах. Какое значение имеет этот метаболический путь в разных клетках организма? Укажите регуляторные ферменты и гормон, регулирующий активность ПФП. Укажите пути использования восстановленной формы кофермента в разных тканях. 22. Охарактеризуйте процесс регуляции гликогеногенеза и гликогенолиза в печени в зависимости от ритма питания: 1) назовите ключевые ферменты обоих процессов; 2) назовите гормоны-регуляторы и способы изменения активности ключевых ферментов при участии этих гормонов, а также объясните механизм действия гормонов, приводящий к активации ключевых ферментов; Задачи У пациента, пришедшего к врачу - стоматологу по поводу удаления зуба концентрация глюкозы в крови составила 7 ммоль/л. Оцените результат анализа и объясните причину изменения уровня глюкозы в крови по сравнению с нормой. Опишите изменение гормонального статуса у больного в этой ситуации и механизм действия гормона. Опишите процесс, ускорение которого привело к изменению уровня глюкозы в крови пациента. У пациента с множественным кариесом отмечается обильное отложение зубного налета. В смешанной слюне повышено содержание лактата. Какой метаболический процесс приводит к накоплению молочной кислоты? Какой субстрат превращается в лактат в этом процессе? Что служит источником этого субстрата в полости рта? Как влияет накопление лактата на рН в полости рта? Какие компоненты эмали зубов разрушает лактат? У обследуемого ребенка плохой аппетит, тошнота. Прием молока вызывает рвоту, а периодически – понос. Наблюдается отставание в росте, отмечается потеря в весе, задержка в умственном развитии. Недостаточность какого фермента вызывает указанную патологию? К какому классу относится этот фермент? Охарактеризуйте реакцию, катализируемую этим ферментом? Рассчитайте, сколько молекул АТФ и УТФ надо потратить, чтобы включить в состав гранул гликогена 100 молекул глюкозы? Охарактеризуйте процесс синтеза гликогена и укажите реакции, идущие с затратой энергии. В эксперименте животному произведена перевязка протока поджелудочной железы. Поясните, будут ли изменения в переваривании крахмала в желудочно-кишечном тракте? Поясните, будут ли изменения в переваривании дисахаридов? Уабаин – гликозид наперстянки, ингибитор K+,Na+-АТФазы. При его использовании нарушается всасывание глюкозы в кишечнике экспериментальных животных. Каким образом связано нарушение обмена глюкозы и блокада K+,Na+-АТФазы? Как будет проявляться нарушение всасывания глюкозы? В ткани органа, потребляющего в качестве субстрата окисления только глюкозу, снизилось потребление кислорода, одновременно повысились уровень НАДФН и концентрация молочной кислоты. Назовите затронутые процессы. Объясните причины переключения метаболизма глюкозы. У голодающих животных и человека содержание гликогена в печени снижается очень быстро, а концентрация глюкозы в крови длительное время сохраняется на уровне, близком к нижней границе нормы. Объясните причину этого явления. В гомогенат печени, использующий в качестве субстрата окисления глюкозу, внесли ингибитор цитохромоксидазы. Поясните изменение синтеза АТФ, выделения углекислоты, концентрации молочной кислоты, интенсивности пентозофосфатного пути. Выполняя рекомендацию врача, пациент двое суток не получал углеводов, однако, значительного снижения уровня глюкозы крови не было. Объясните механизмы, стабилизирующие уровень сахара крови. Для предотвращения развития кариеса стоматологи рекомендуют в продуктах питания сахарозу заменять неуглеводными подсластителями (аспартам, сахарин, ксилит). Обоснуйте справедливость такой рекомендации. Известно, что деятельность нервной системы и головного мозга крайне зависима от потребления глюкозы. При инсулинзависимом сахарном диабете концентрация инсулина в крови снижается, что ухудшает проникновение глюкозы в клетки. Однако, у таких больных никаких нарушений со стороны нервной системы не наблюдается. Объясните, почему нервная система не страдает от низкой концентрации инсулина крови? Спортсмен на соревнованиях пробежал 100-метровую дистанцию. Назовите процессы, активированные во время бега. Изменится ли содержание молочной кислоты в крови? Почему? Один спортсмен пробежал на соревнованиях дистанцию 200 м, другой — 5000 метров. Укажите отличия в концентрации глюкозы и молочной кислоты в крови у этих спортсменов. При поступлении по скорой пациенту с приступом бронхиальной астмы в приемном покое инъецировали раствор адреналина, после чего была взята кровь на биохимический анализ. Назовите изменения содержания глюкозы в крови. Объясните причины. За счет активации каких метаболических процессов изменяется концентрация глюкозы крови, опишите механизм действия адреналина. В организме млекопитающих реакцию фосфорилирования глюкозы в клетке катализируют ферменты, заметно различающиеся по своим свойствам. В скелетных мышцах присутствует только один из них — гексокиназа. В печени помимо гексокиназы содержится также глюкокиназа, которая здесь резко преобладает. Объясните различия в свойствах этих двух ферментов на физиологической роли мышц и печени. Укажите причины различного сродства к глюкозе гексокиназы мышц и глюкокиназы печени. Нарушение окислительного фосфорилирования при ишемии миокарда приводит к снижению содержания в кардиомиоцитах АТФ. Объясните, как это снижение влияет на интенсивность гликолиза и гликогенолиза в кардиомиоцитах. В эксперименте по изучению углеводного обмена были использованы яды, блокирующие ферменты ЦТК и дыхательной цепи. Будет ли в этом случае протекать глюконеогенез? Почему? Опишите основные этапы процесса. Сколько молекул АТФ можно синтезировать за счет энергии окисления I молекулы глюкозы до CO2 и Н2О при следующих условиях: а) функционируют все элементы дыхательной цепи; б) заблокирована НАДН-дегидрогеназа; в) разрушены митохондрии. Поясните свой ответ. К раствору, содержащему сахарозу и крахмал, добавили ферменты, выделенные из слизистой оболочки кишечника. Опишите реакцию, которая может произойти в данном опыте. Укажите фермент. Какие ферменты вырабатываются слизистой оболочкой тонкого кишечника? К какому классу и подклассу ферментов они относятся? Какова их специфичность? В эксперименте к раствору, содержащему сахарозу, лактозу и крахмал, добавили сок поджелудочной железы и проинкубировали при температуре 37оС. Назовите, какие из перечисленных веществ подвергаются действию ферментов поджелудочной железы. Какие ферменты поджелудочной железы участвуют в расщеплении углеводов? К какому классу и подклассу ферментов относятся данные ферменты? Какова их специфичность? После интенсивной физической работы, когда в печень поступает большое количество лактата, в ней активируется глюконеогенез и тормозится гликолиз. Почему это происходит? Дайте характеристику обоим процессам. Укажите ключевые ферменты этих процессов и гормоны, регулирующие их активность. Ребенку в лаборатории определяли содержание глюкозы в крови. Перед этим он плакал. Анализ показал повышенное содержание глюкозы. Можно ли утверждать, что у ребенка сахарный диабет? Какие гормоны регулируют уровень глюкозы в крови? Какой механизм действия каждого из гормонов? У больного генетический дефект фосфоенолпируваткарбоксикиназы. Наблюдается гипогликемия, бледность слизистой оболочки рта, онемение губ. В крови повышено содержание пирувата, лактата, аланина и аспартата. Объясните: 1) роль данного фермента в обмене углеводов и напишите формулами его реакцию, назовите субстраты и продукты; 2) причины развития указанных симптомов и изменений в анализе крови при данной наследственной патологии. 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? 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. У больных, страдающих гиповитаминозом В1, наблюдают метаболический ацидоз, вызванный повышением концентрации в крови лактата и пирувата, а также симптомы, характерные для гипоэргического состояния (слабость, вялость, сонливость). Слизистая оболочка полости рта сухая. Язык ярко - красный (фуксиновый) шершавый отёчный, болезненный при приёме пищи (глоссалгия). Отмечают жжение языка, атрофию нитевидных сосочков, гипертрофию грибовидных сосочков. Объясните причину нарушений энергетического обмена при таком гиповитаминозе. Опишите метаболический путь катаболизма глюкозы, скорость которого снижается при недостатке витамина В1. Рассчитайте энергетический эффект специфического и общего пути катаболизма глюкозы, отметив реакции, сопряженные с затратой и образованием АТФ. |