Що відбувається з глюкозою, коли вона надходить до клітин різних органів та тканин?

А. Окислення.

В. Відновлення.

С. Амінування.

D. Фосфорилування за участю мінерального фосфору.

Е. Фосфорилування за участю АТФ.

3. У новонародженого спостерігають блювання, пронос, загальну дистрофію, гепато- та спленомегалію. Симптоми зменшуються при вилученні з їжі молока. Який головний спадковий дефект у патогенезі?

А. Порушення обміну галактози.

В. Порушення обміну фенілаланіну.

С. Гіперсекреція залоз внутрішньої секреції.

D. Порушення обміну глюкози.

Е. Недостатність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази.

4. Фруктоза надходить до організму головним чином у складі:

А. Мальтози.

В. Сахарози.

С. Крохмалю.

D. Лактози.

Е. Глікогену.

5. У новонародженого, який добре себе почуває при годуванні грудним молоком, після додавання в їжу фруктів та соків виникають блювання, болі у животі, діарея, гіпоглікемія. Назвіть можливу причину.

А. Гіперглікемія.	С. Хвороба Гірке.	Е. Спадкова неперено­симість фруктози.
В. Кетоз.	D. Глюкозурія.

6. У регуляції активності ферментів важливе місце належить постсинте-тичній ковалентній модифікації. Як здійснюється регуляція активності глікогенфосфорилази та глікогенсинтази?

А. Метилування.	D. АДФ-рибозилування.
В. Аденілування .	Е. Фосфорилування-дефосфорилування.
С. Обмежений протеоліз.

7. Концентрація глюкози (ммоль/л) у плазмі крові здорової людини знаходиться у межах:

А. 2–4.

В. 3,5–5,5.

С. 10–25.

D. 6–9,5.

Е. 1–2.

8. У хворого, 34 років, знижена витривалість до фізичних навантажень, вміст глікогену у скелетних м’язах підвищений. Зниженням активності якого ферменту можна це пояснити?

А. Фосфофруктокінази.	D. Глікогенсинтази.
В. Глюкозо-6-фосфатдегідрогенази.	Е. Глюкозо-6-фосфатази.
С. Глікогенфосфорилази.

9. У новонародженого спостерігається жирове переродження печінки, галактозурія та аміноацидурія. Що необхідно вилучити з раціону дитини?

А. Молочний цукор.	С. Фенілаланін.	Е. Сахарозу.
В. Жирні кислоти.	D. Холестерин.

10.У дитини з мутацією генів виявлено відсутність глюкозо-6-фосфатази, гіпоглікемію та гепатомегалію. Визначить патологію, для якої характерні ці ознаки.

А. Хвороба Гірке.	D. Хвороба Паркінсона.
В. Хвороба Корі.	Е. Хвороба Мак-Ардля.
С. Аддісонова хвороба.

11. У дитини спостерігається збільшення печінки, при біопсії виявлено значний надлишок глікогену, концентрація глюкози в крові нижча за норму. Що є причиною зниження рівня глюкози в крові?

А. Знижена (відсутня) активність глікогенфосфорилази у печінці.

В. Підвищена активність глікогенсинтази.

С. Знижена (відсутня) активність гексокінази.

D. Знижена (відсутня) активність глюкозо-6-фосфатази.

Е. Дефіцит гена, який відповідає за синтез глюкозо-1-фосфатурідин­трансферази.

12. Для хвороби Гірке характерно накопичення глікогену в печінці та нир-ках. Дефіцит якого ферменту є причиною цього порушення?

А. Глікогенфосфорилази.	D. Фосфоглюкомутази.
В. Глюкозо-6-фосфатази.	Е. Глюкокінази.
С. Кіназофосфорилази.

13. Пацієнт, 40 років, не переносить кисломолочні продукти. Недостатністю якого ферменту травлення можна це пояснити?

А. Амілази.	С. Мальтази.	Е. Лактази.
В. Лактатдегідрогенази.	D. Ліпази.

14. Характерною ознакою глікогенозу є біль у м’язах при виконанні фізичної роботи. Спадкова недостатність якого ферменту викликає цю патологію?

А. Глікогенфосфорилази.	D. Аміло-1,6-глікозидази.
В. Глюкозо-6-фосфатази.	Е. Лізосомальної глікозидази.
С. Глікогенсинтетази.

15.Який зі вказаних вуглеводів є гетерополісахаридом?

А. Крохмаль. В. Глікоген. С. Мальтоза. D. Гепарин. Е. Целобіоза.

ПРАКТИЧНА РОБОТА

Визначення глюкози в сечі

Завдання 1. Визначити глюкозу в сечі пробою Фелінга.

Принцип. Проба Фелінга базується на здатності глюкози при нагріванні відновлювати Сu²⁺ у лужному середовищі. При цьому випадає жов-тий осад гідрату купруму гідроксиду або червоний осад купруму оксиду.

Хід роботи. До 5 крапель реактиву Фелінга додають 5 крапель сечі. Рідину перемішують і нагрівають до початку кипіння. Слід відзначити, що в сечі міститься багато органічних речовин (сечова кислота, креатинін та ін.), які при довгому кип’ятінні також можуть відновлювати важкі метали. На відміну від цього, відновлення металів в присутності глюкози відбувається до кипіння.

Фелінга реактив містить калій-натрій тартрат, NaOH, купрум (II) сульфат.

Завдання 2. Визначити глюкозу в сечі пробою Ніландера.

Принцип. Проба Ніландера базується на відновленні вісмуту гід­роксиду до металу в присутності глюкози. Солі вісмуту особливо зручні для визначення цукру в сечі, оскільки на відміну від купруму вісмут не відновлюється сечовою кислотою.

Хід роботи. У пробірку вносять 1 мл сечі, додають реактив Ніландера і обережно кип’ятять близько двох хвилин. Спочатку з’являється коричневе, а потім чорне забарвлення.

Ніландера реактив містить вісмут нітрат,калій-натрій тартрат, амоніак.

Завдання 3. Визначити глюкозу в сечі орієнтованим експрес-методом (напівкількісне визначення глюкози в сечі).

Хід роботи. У ступці розтирають у тонкий порошок 1 г купруму сульфату і 10 г безводного натрію карбонату. На предметне скло насипають трохи порошку, наносять кілька крапель сечі й нагрівають до кипіння. Синій колір означає, що глюкоза відсутня, жовтувато-зелений вказує на присутність глюкози в межах 0,5%, зелений – 1%, коричнево-червоний – до 2%, інтенсивно-червоний – вище 2%.

Завдання 4. Визначити глюкозу в сечі за допомогою набору "Глюкотест".

Принцип. Метод базується на візуальному оцінюванні зміни кольору барвника (о-толідину), яким просочена смужка паперу "Глюкотест". За кольоровою шкалою, що міститься в наборі, встановлюють приблизний вміст глюкози в сечі. Колір смужок може змінюватися від жовтого через різні відтінки зеленого до темно-синього залежно від кількості глюкози в сечі. Цей метод має високу субстратну специфічність і дозволяє визначити в сечі глюкозу в концентрації від 0,09 до 0,5% і вище, має важливе клінічне значення завдяки високій специфічності, швидкості та простоті виконання аналізу. Хворий може самостійно контролювати вміст глюкози в сечі і відповідно змінювати дієту.

Хід роботи. Одну смужку "Глюкотесту" змочують нормальною сечею а другу – патологічною, що містить глюкозу. Через кілька хвилин порівнюють забарвлення смужок із кольоровою шкалою. Концентрацію глюкози в сечі визначають за кольором смужки, що найбільше співпадає зі шкалою (розчини глюкози 0,1%, 0,5%, 2% і вище).

Клініко-діагностичне значення. У сечі здорової людини глюкоза міститься в незначній кількості (не вище 0,4 г/л) і не може бути ви­явлена звичайними хімічними реакціями. Глюкозурія спостерігається при порушенні гормональної регуляції вуглеводного обміну, захворюваннях панкреатичної залози та порушенні реабсорбційної здатності нирок. Ниркову глюкозурію спостерігають при введенні до організму великої кількості алкоголю, опіуму, адреналіну, хлороформу та інших речовин.

ЛІТЕРАТУРА

1. Губський Ю.І. Біологічна хімія / Гунський Ю.І. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – С. 57–71, 176–184, 387–389, 395–396.

2. Губський Ю.І. Біологічна хімія: підручник / Ю.І. Губський. – Київ-Вінниця: Нова книга, 2007. – С. 78–93, 467–468, 477–478, 222–231.

3. Гонський Я.І. Біохімія людини: підручник / Я.І. Гонський, Т.П. Мак­симчук, М.І. Калинський. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – С. 287–300.

4. Біологічна хімія / Л.М. Вороніна та ін. – Харків: Основа, 2000. – С. 229–245, 274–277.

5. Березов Т.Т. Биологическая химия / Т.Т.Березов, Б.Ф. Коровин. – М.: Медицина, 1998. – С. 169–187, 319–327.

6. Биохимия: учебник / под ред. Е.С. Северина. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2003. – С. 297–333.

7. Николаев А.Я. Биологическая химия / А.Я. Николаев. – М.: ООО Медицинское информационное агентство, 1998. – С. 232–237, 246–254.

8. Практикум з біологічної хімії / Д.П. Бойків, О.Л. Іванків, Л.І. Кобилянська / за ред. О.Я. Склярова. – К.: Здоров’я, 2002. – С. 89–118.

9. Лабораторні та семінарські заняття з біологічної хімії: навч. посіб­ник для студентів вищих навч. закл. / Л.М. Вороніна, В.Ф. Десенко, А.Л. Загайко та ін. – Харків: Вид-во НФаУ; Оригінал, 2004. – С. 124–147.

ЗМІСТКОВИЙ МОДУЛЬ 9

ЗАНЯТТЯ 5 (2 години)

Тема: Гліколіз: реакції, енергетика, регуляція. Глюконеогенез. Кількісне визначення лактату в крові та пірувату в сечі.

Актуальність. Знання особливостей метаболізму вуглеводів в організмі людини дозволяють зрозуміти їх специфіку як за нормальних умов (фізіологічний стан), так і при патології, яка супроводжується змінами в обміні вуглеводів (цукровий діабет, захворювання печінки та ін.). Оскільки переважна більшість тваринних і рослинних клітин у нормі перебуває в аеробних умовах, вуглеводи окислюються повністю до СО₂ та Н₂О за допомогою циклу Кребса, при цьому з глюкози вивільняється вся біологічно доступна енергія. Знання шляхів окислення глюкози є дуже важливим для майбутніх лікарів у зв’язку з можливою корекцією процесів, а також розуміння їх ролі в енергообміні та пластичних процесах в клітині.

Мета.Ознайомитися з процесами аеробного та анаеробного окислення глюкози і глюконеогенезом, їх роллю в організмі. Ознайомитися з методами кількісного визначення лактату та пірувату у біологічних рідинах та їх клініко-діагностичним значенням.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОСТІЙНОЇ РОБОТИ

ПІД ЧАС ПІДГОТОВКИ ДО ЗАНЯТТЯ

ТЕОРЕТИЧНІ ПИТАННЯ

1. Шляхи внутрішньоклітинного катаболізму моносахаридів. Аеробне та анаеробне окислення глюкози, загальна характеристика процесів.

2. Анаеробне окислення глюкози – гліколіз: послідовність ферментативних реакцій, біологічна роль, локалізація в організмі та клітині.

3. Гліколітична оксидоредукція, субстратне фосфорилування в гліколізі. Енергетичний баланс анаеробного окислення глюкози.

4. Регуляція гліколізу. Ключові ферменти процесу.

5. Спиртове та інші види бродіння.

6. Стадії аеробного окислення глюкози.

7. Окисне декарбоксилування піровіноградної кислоти: ферменти, коферменти, послідовність реакцій, регуляція функціонування піруватдегідрогеназного комплексу.

8. Взаємовідношення анаеробного і аеробного шляхів окислення глюкози в клітині. Ефект Пастера.

9. Окислення цитозольного НАДН у мітохондріях (гліцеролфосфатний та малат-аспартатний човникові механізми).

10. Порівняльна характеристика біоенергетики аеробного і анаеробного окислення глюкози.

11. Біосинтез глюкози – глюконеогенез: субстрати, ключові фер­менти, реакції, внутрішньомолекулярна локалізація, фізіологічне значення процесу. Енергетичне забезпечення глюконеогенезу.

12. Метаболічна та гормональна регуляція глюконеогенезу.

13. Взаємозв’язок та реципрокна регуляція гліколізу і глюконеогенезу в організмі. Глюкозо-лактатний і глюкозо-аланіновий цикли.

ТЕСТОВІ ЗАВДАННЯ ДЛЯ САМОКОНТРОЛЮ

1. Яка сполука включається в реакцію субстратного фосфорилування в процесі гліколізу?

А. Глюкозо-6-фосфат.	D. Гліцеральдегід-3-фосфат.
В. Фосфоєнолпіруват.	Е. 2-Фосфогліцеринова кислота.
С. Фруктозо-1,6-дифосфат.

2. Виберіть сполуку, яка є субстратом глюконеогенезу.

А. Глікоген.

В. Глюкоза.

С. Піруват.

D. Фруктоза.

Е. Галактоза

3. Після інтенсивного тренування у спортсмена активується глюконеогенез у печінці. Укажіть основний субстрат цього процесу.

А. Серин.	D. Аспарагінова кислота.
В. Лактат.	Е. Глютамінова кислота.
С. α-Кетоглутарат.

4. Назвіть фермент, який каталізує реакцію утворення глюкозо-6-фосфату з глюкози в печінці.

А. Гексозофосфатізомераза.	D. Глюкозо-6-фосфатаза.
В. Глюкокіназа.	Е. Фосфоглюкомутаза.
С. Піруваткіназа.

5. Укажіть кінцеві продукти анаеробного гліколізу.

А. СО2 та Н2О.

В. Оксалоацетат.

С. Малат.

D. Піруват.

Е. Лактат.

6. У дитини з ознаками анемії встановлений дефіцит піруваткінази в еритроцитах. Який процес в еритроцитах при цьому порушений?

А. Окисне фосфорилування.	D. Розпад пероксидів.
В. Тканинне дихання.	Е. Дезамінування амінокислот.
С. Анаеробний гліколіз.

7. Виберіть головний регуляторний фермент гліколізу.

А. Фосфофруктокіназа.	D. Сукцинатдегідрогеназа.
В. Фосфорилаза.	Е. Піруваткіназа.
С. Лактатдегідрогеназа.

8. Виберіть фермент необоротної реакції гліколізу.

А. Піруваткіназа.	D. Гліцеральдегідфосфатдегідрогеназа.
В. Альдолаза.	Е. Тріозофосфатізомераза.
С. Фосфогліцераткіназа.

9. Назвіть фермент, який каталізує перетворення пірувату в аеробних умовах.

А. Піруватдегідрогеназа.	D. Гексокіназа.
В. Лактатдегідрогеназа.	Е. Тріозофосфатізомераза.
С. Альдолаза.

10. Виберіть сполуку, яка не утворюється в процесі окисного декарбоксилування пірувату.

А. Ацетил-КоА.

В. СО2.

С. НАДН.

D. Гліцерол-3-фосфат.

Е. ФАДН2.

11. Укажіть кінцеві продукти аеробного перетворення глюкози в тканинах.

А. Лактат.

В. Піруват.

С. СО2 та Н2О.

D. Малат.

Е. Ацетон.

12. Другим етапом аеробного окиснення глюкози в клітині є окисне декар­боксилування пірувату. Назвіть основний продукт цього процесу:

А. Сукциніл-КоА.	С. Цитрат.	Е. Ацетил-КоА.
В. Піруват.	D. Оксалоацетат.

13. Для життєдіяльності еритроцитів необхідна енергія у вигляді АТФ. Який процес забезпечує ці клітини необхідною кількістю АТФ?

А. Анаеробний гліколіз.	D. Цикл трикарбонових кислот.
В. Аеробне окислення глюкози.	Е. β-Окислення жирних кислот.
С. Пентозофосфатний цикл.

14. Ферменти гліколізу локалізовані у:

А. Мітохондріях.	С. Цитоплазмі.	Е. Рібосомах.
В. Ядрі.	D. Мікросомах.

15. Вуглеводи не є незамінними компонентами їжі, оскільки вони синтезуються в організмі шляхом глюконеогенезу з:

А. Гліцерину, жирних кислот, лейцину.

В. Лактату, холестерину, карнітину.

С. Аланіну, гліцерину, лактату.

D. Холіну, пірувату, ацетил-КоА.

Е. Глютамату, лейцину, масляної кислоти.

16. Який із перелічених ферментів каталізує реакцію, що призводить до утворення макроергічної сполуки?

А. Гексокіназа.	D. Гліцеральдегідфосфатдегідрогеназа.
В. Фосфофруктокіназа.	Е. Фосфогліцеромутаза.
С. Піруваткіназа.

ПРАКТИЧНА РОБОТА

Визначення проміжних продуктів обміну вуглеводів –

молочної та піровиноградної кислоти у біологічних субстратах

Завдання 1. Визначити вміст молочної кислоти в крові за Баркером і Саммерсоном.

Принцип. Метод базується на здатності молочної кислоти при нагріванні з концентрованою сульфатною кислотою переходити в ацетальдегід, який дає з п-гідроксидифенілом характерне фіолетове забарвлення, інтенсивність якого пропорційна концентрації молочної кислоти.

Хід роботи. У центрифужну пробірку відміряють 0,5 мл дистильованої води і вносять у неї 0,1 мл крові, узятої мікропіпеткою з пальця хворого. Мікропіпетку промивають тією ж водою. До вмісту пробірки додають 1 мл 20% розчину трихлороцтової кислоти і поміщають її на 10 хв у лід (для кращого осадження білків), після чого центрифугують протягом 5 хв при швидкості 3 000 об/хв.

Надосадову рідину зливають у чисту центрифужну пробірку, додають 1 краплю 4% розчину купруму сульфату і обережно нашаровують 3 мл концентрованої сульфатної кислоти, при цьому пробірку занурюють у лід і безперервно помішують вміст скляною паличкою. Потім пробірку кип’ятять на водяній бані та охолоджують її на ній же до 20°С. До охо­лодженої суміші приливають 1 краплю свіжовиготовленого лужного розчину п-гідроксидифенілу (50 мг п-гідроксидифенілу розчиняють у 3 мл 3% розчину натрію гідроксиду) і ставлять пробірку на водяну баню при 30 °С на 30 хв, час від часу збовтуючи вміст. У пробірці з’являється за­барвлення, її розміщують на 90 с на бурхливо киплячій водяній бані, за цей час блакитне забарвлення переходить у фіолетове. Потім суміш охолоджують і фотометрують на ФЕК (зелений світлофільтр) у кюветі з товщиною шару 10 мм проти води.

Вміст молочної кислоти у ммоль/л розраховують за такою формулою:

вміст молочної кислоти = ,

де С – кількість молочної кислоти в пробі, знайдена за калібрувальним графіком (ммоль); 0,1 – об’єм крові, узятої на дослідження (мл); 1 000 в чисельнику – коефіцієнт перерахування на 1 л крові; 1 000 в знаменнику – коефіцієнт переведення мкмоль у ммоль.

Клініко-діагностичне значення. У нормі вміст молочної кислоти в крові становить 0,50–2,50 ммоль/л. Збільшення її концентрації може спостерігатися при посиленій м’язовій роботі, а також захворюваннях, що супроводжуються розвитком гіпоксії (недостатність серцевої діяльності, хронічні бронхіти, анемії та ін.).