Укажите, какие метаболические процессы (реакции), происходящие в печени, обеспечивают поддержание нормального уровня глюкозы в крови. Опишите влияние гормонов на эти метаболические процессы.
Вопросы открытого типа
Укажите, какие метаболические процессы (реакции), происходящие в печени, обеспечивают поддержание нормального уровня глюкозы в крови. Опишите влияние гормонов на эти метаболические процессы.
Основная роль печени в обмене углеводов заключается в поддержании постоянного уровня глюкозы в крови.
Это осуществляется путём регуляции соотношения процессов образования и утилизации глюкозы в печени.
Пути образования глюкозы:стимулируются глюкагоном, глюкокортикоидами, адреналином.
· Мобилизация гликогена(обеспечивает потребности организма человека в глюкозе на протяжении первых 12 - 24 часов голодания);
· Глюконеогенез (является основным источником глюкозы при длительном голодании) (из пирувата, АК, жиров, лактата).
· Превращение в глюкозудругих пищевых моносахаридов - фруктозы и галактозы
Пути утилизации глюкозы:стимулируются инсулином.
· Синтез гликогена;
· Гликолизи пентозофосфатный путьокисления глюкозы (служат, в первую очередь, поставщиками метаболитов-предшественников для биосинтеза аминокислот, жирных кислот, глицерола и нуклеотидов + источниками энергии для
обеспечения биосинтетических процессов).
Напишите реакцию, катализируемую глюкокиназой. Охарактеризуйте функциональные отличия глюкокиназы от гексокиназы и значение этих различий для организма.
I. Реакция:
II. Отличия глюкокиназы от гексокиназы, их значение для организма:
Гексокиназу можно найти в большинстве тканей тела, в то время как глюкокиназу (разновидность гексокиназ) можно обнаружить только в печени.
Отличия глюкокиназы от остальных гексокиназ:
· в низком сродстве к глюкозе, что ведет к захвату глюкозы печенью только при ее высокой концентрации в крови (после еды);
· продукт реакции – глюкозо-6-фосфат – не ингибирует фермент, в то время как в других тканях гексокиназа чувствительна к такому влиянию.
Благодаря этим отличиям гепатоцит может эффективно захватывать глюкозу после еды и метаболизировать ее в любом направлении.
Например, при переполнении запасов гликогена накапливающийся глюкозо-6-фосфат не подавляет глюкокиназу и усвоение глюкозы, а просто идет на окисление до ацетил‑КоА и в пентозофосфатный цикл, что в целом увеличивает синтез липидов.
3. Перечислите (назовите) процессы, приводящие к образованию глюкозы в печени. Охарактеризуйте физиологическую роль этих процессов. Напишите конечную реакцию образования глюкозы.
I. Пути образования глюкозы в печени, их физиологическая роль:
Роль - поддержание постоянного уровня глюкозы в крови, что необходимо для нормального энергообеспечения тканей, для которых характерна непрерывная потребность в углеводах.
· Мобилизация гликогена(обеспечивает потребности организма человека в глюкозе на протяжении первых 12 - 24 часов голодания);
· Глюконеогенез (является основным источником глюкозы при длительном голодании):
При голодании:
Тканевые белки → аминокислоты → глюконеогенез.
Жиры → глицерин → диоксиацетонфосфат → глюконеогенез.
При интенсивной физической работе:
В мышцах образуется лактат → в печени превращается в глюкозу.
Синтез глюкозы из пируватапротекает, как и при гликолизе, но в обратном направлении.
· Превращение в глюкозудругих пищевых моносахаридов - фруктозы и галактозы
II. Конечная реакция образования глюкозы:
II. Эритроцит
· Эритроциты лишены митохондрий, поэтому в качестве энергетического материала они могут использовать только глюкозу (!)
· Около 90% поступающей глюкозы используется в анаэробном гликолизе, а остальные 10% - в пентозофосфатном пути.
· Конечный продукт анаэробного гликолиза лактат выходит в плазму крови и используется в других клетках, прежде всего гепатоцитах. АТФ, образующийся в анаэробном гликолизе, обеспечивает работу Nа+, К+-АТФ-азы и поддержание самого гликолиза.
· Важная особенность анаэробного гликолиза в эритроцитах по сравнению с другими клетками - присутствие в них фермента бисфосфоглицератмутазы. Бисфосфоглицератмутаза катализирует образование 2,3-бисфосфоглицерата из 1,3-бисфосфоглицерата.
· Глюкоза в эритроцитах используется и в пентозофосфатном пути, окислительный этап которого обеспечивает образование кофермента НАДФ+Н+, необходимого для восстановления глутатиона.
III. Реакция:
Образующийся только в эритроцитах 2,3-бисфосфоглицерат служит важным аллостерическим регулятором связывания кислорода гемоглобином.
9. Представьте в виде схемы процессы превращения глюкозы в триацилглицеролы (с учетом компартментализации процесса). Охарактеризуйте физиологическую роль этого процесса.
Я говорила,что ненавижу схемы?
Так вот, в очередной раз - не знаю, что они хотят видеть. Здесь я ферменты и участников оставила...гликолиз не расписывала...но если что прикрепляю после основной схемы (повторюсь, маловероятно что понадобится, но лучше пусть будет).
I. Схема:
Компартментализация:цитоплазма клеток.
+ гликолиз до ДОАФ
II. Физиологическая роль:
В тех случаях, когда углеводы потребляются в количествах, превышающих энергетические потребности организма, излишки калорий запасаются в виде триацилглицеролов в жировой ткани.
Накопленный избыток жиров может быть израсходован для получения энергии, например, при голодании.
10. Представьте в виде схемы процессы превращения глюкозы в холестерол (с учетом компартментализации процесса). Охарактеризуйте физиологическую роль этого процесса.
Ферменты и участники под вопросом. Их немного, как и в предыдущем задании, потому оставила...но возможно,они не нужны. Ну и тут гликолиз точно расписывать не буду. Даже для перестраховки:D
I. Схема:
Компартментализация:ферменты, катализирующие реакции синтеза холестерола, содержатся в цитоплазме и эндоплазматическом ретикулуме многих клеток (особенно гепатоцитов).
II. Физиологическая роль:
При избыточном поступлении глюкозы в организм она может превращаться в печени в холестерол.
Холестерол выполняет много функций: входит в состав всех мембран клеток и влияет на их свойства, служит исходным субстратом в синтезе желчных кислот и стероидных гормонов.
Холестерол в составе ЛПНП связан с риском развития атеросклероза.
11. Охарактеризуйте (перечислите, представьте в виде схемы) источники и пути использования холестерола в печени. Напишите реакцию, катализируемую β-гидрокси-β-метил-глутарил-КоА-редуктазой, укажите особую роль этого фермента в обмене холестрола.
I. Схема:
II. Реакция:
III. Роль фермента: гидроксиметилглутарил-КоА-редуктазалимитирует скорость биосинтеза холестерина, поэтому при избытке холестерола в пище этот фермент инактивируется и реакция замедляется.
12. Напишите реакцию образования β-гидрокси-β-метил-глутарил-КоА из ацетил-КоА. Укажите пути использования β-гидрокси-β-метил-глутарил-КоА в печени.
I. Реакции:
II. Пути использования продукта в печени:
1)участие в дальнейшем обмене кетоновых тел;
2)участие в синтезе холестерола.
13. Напишите реакцию образования ацетоацетата из β-гидрокси-β-метил-глутарил-КоА. Напишите реакции утилизации ацетоацетата. Укажите локализацию и физиологическую роль этих процессов.
I. Реакция образования ацетоацетата:
Локализация:печень (митохондрии);
II. Реакции утилизации ацетоацетата:
Перечислите компоненты «остаточного азота» крови. Укажите, где и из каких метаболитов образуются компоненты «остаточного азота» крови? Какова дальнейшая судьба различных компонентов остаточного азота?
· Мочевина
Образуется из:мочевина образуется в результате обезвреживания аммиака в орнитиновом цикле (непосредственный предшественник - аргинин);
Место образования:печень;
Дальнейшая судьба:выводится из организма почками.
· Мочевая кислота
Образуется из:МК - конечный продукт катаболизма пуриновых нуклеотидов (непосредственный предшественник - ксантин);
Место образования:главным образом, в печени;
Дальнейшая судьба:выводится из организма почками.
· Креатин
Образуется из:непосредственный предшественник - гуанидинацетат (аргинин → (почки) гуанидинацетат → (печень) креатин);
Место образования:печень и почки;
Дальнейшая судьба:в мышцах превращается в креатинфосфат - источник энергии для процессов мышечного сокращения.
· Креатинин
Образуется из:креатинфосфата (дефосфорилирование);
Место образования:мышцы;
Дальнейшая судьба:выводится из организма почками.
· Индикан
Образуется из:индикан - продукт обезвреживания индола (непосредственный предшественник - индоксил-сульфат);
Место образования:печень;
Дальнейшая судьба:выводится из организма почками.
· Билирубин (прямой и непрямой)
Образуется из:продукт катаболизма гемоглобина.
Место образования:билирубин образуется в клетках РЭС (печень,селезенка,костный мозг); конъюгация (образование непрямого билирубина) осуществляется в печени.
Дальнейшая судьба:превращается в стеркобилин (путем многих последовательных превращений) и выводится из организма с мочой и калом.
· Аминокислоты:
Где и из каких метаболитов образуются:поступают в кровь при всасывании из желудочно-кишечного тракта, синтезируются в тканях или являются продуктами распада тканевых белков.
Дальнейшая судьба:могут участвовать в синтезе белков, углеводов, глико- и фосфолипидов, небелковых азотсодержащих соединений; могут окисляться до конечных продуктов.
Суточный диурез: 1,2 – 1,5 л.
Минимально необходимое количество мочи определяется, в основном, количеством потреблённого белка и NaCl и составляет для здорового человека при обычном питании около 0,8 литра.
Цвет и прозрачность
Цвет нормальной мочи колеблется от соломенно-жёлтого до насыщенно-жёлтого, свежая моча в норме прозрачна; при отстаивании-осадок.
Плотность
Перечислите азотсодержащие соединения нормальной мочи. Приведите возможные причины изменения суточной экскреции этих соединений. Назовите азотсодежащие соединения, отсутствующие в нормальной моче, но выделяемые с мочой при патологических состояниях, укажите причины таких нарушений.
I. Азотсодержащие соединения нормальной мочи, возможные причины изменения суточной экскреции этих соединений:
Мочевина
↑ при употреблении пищи, богатой белками, при усилении распада
белков в организме;
↓ при заболеваниях печени, нарушениях функции почек.
Креатинин
Суточное выделение креатина зависит главным образом от мышечной массы.
Мочевая кислота
↑ при употреблении пищи, богатой нуклеопротеинами, при подагре;
↓ при питании, бедном пуринами.
Аммонийные соли (аммиак)
↑ при ацидозе;
↓ при алкалозе.
II. Патологические азотсодержащие соединения мочи, причины их появления в моче:
Белок
Протеинурия (выделение белка с мочой) может быть обусловлена:
· повреждением клубочкового аппарата;
· повреждением проксимальных канальцев;
У детей в первые месяцы жизни наблюдается физиологическая протеинурия(отражает недостаточную функциональную зрелость нефронов).
Ферменты
· α-амилаза (диастаза) (при остром панкреатите);
· уропепсин (пепсиноген) (отражает секреторную функцию желудка);
· аланинаминопептидазаи b-глюкуронидаза (обнаруживаются при повреждении проксимальных канальцев, в клетках которых локализованы).
Гемоглобин
· при тяжёлых поражениях паренхимы почек (острый нефрит);
· при поражениях мочевыводящих путей (травмы).
Билирубин
Выделение билирубина с мочой (билирубинурия) наблюдается при значительном увеличении концентрации прямого билирубина в
крови (печёночная и подпечёночная желтухи).
Креатин
В моче взрослых людей практически отсутствует; он появляется в ней, если уровень креатина в сыворотке крови превышает 0,12 ммоль/л.
Например:
· при употреблении значительных количеств креатина с пищей;
· в раннем детском возрасте;
· у стариков;
· при прогрессирующей мышечной дистрофии.
Перечислите буферные системы крови. Укажите роль почек в поддержании рН внутренней среды организма. Напишите реакции, происходящие в почках и способствующие поддержанию рН внутренней среды организма. Объясните, как и почему изменяется рН крови и мочи при сахарном диабете.
I. Буферные системы крови:
· бикарбонатная (H2CO3/NaHCO3);
· фосфатная (NaH2PO4/Na2HPO4);
· гемоглобиновая (дезоксигемоглобин в качестве слабой кислоты/ калиевая соль оксигемоглобина);
· белковая (действие её обусловлено амфотерностью белков).
II. Роль почек в поддержании рН внутренней среды организма (+ реакции).
Почечная регуляция КОС осуществляется главным образом за счёт трёх механизмов:
· реабсорбции бикарбонатов(в клетках почечных канальцев из Н2О и СО2 образуется угольная кислота Н2СО3; она диссоциирует, Н+ выделяется в мочу, НСО3— реабсорбируется в кровь);
· реабсорбции Na+ из клубочкового фильтрата в обмен на Н+
(при этом Na2HPO4 в фильтрате переходит в NaH2PO4 и увеличивается кислотность мочи);
· секреции NH4+(при гидролизе глутамина в клетках канальцев образуется NH3; он взаимодействует с H+, образуются ионы NH4+, которые выводятся с мочой).
На схеме реакции на 1 и 3 механизм. Просто на 2 она банальная, не думаю, что нужно. Но уточните, если попадется такой вопрос.
III. рН крови и мочи при сахарном диабете:
↑ липолиза; ↑ образование ацетил-КоА, используемого для синтеза с последующим поступлением в кровь кетоновых тел → гиперкетонемияи кетонурия.
Кетоновые тела - сильные кислоты; они сдвигают реакцию крови и мочи в кислую сторону (метаболический ацидоз).
Укажите функции ферритина, металлотионеинов, трансферрина, церуллоплазмина, альбумина, гаптоглобина, «ингибиторов трипсина» («сериновых антипротеаз»), хиломикронов, фибриногена, тромбина. Укажите возможные причины, гипопротеинемии, гиперпротеинемии, парапротеинемии.
I. Ферритин
· основное внутриклеточное депо железа;
· также осуществляет перенос железа в кишечнике и плаценте (перенос железа от матери к плоду).
Металлотионеины
Способны связывать тяжёлые металлы: как физиологические (цинк, медь, селен), так и ксенобиотические (кадмий, ртуть, серебро, мышьяк и др.), т.е. участвуют в защите от интоксикации тяжёлыми металлами, играют роль в регуляции физиологических тяжёлых металлов.
Трансферрин
· участвует в связывании и транспорте Fe3+ в различные ткани, особенно в кроветворные;
· регулирует содержание этих ионов в крови;
Церуллоплазмин
· транспортная форма ионов меди в организме;
· обладает оксидазной активностью: окисляет Fe2+ в Fe3+, что обеспечивает связывание железа трансферрином;
· участвует в обмене адреналина, норадреналина, серотонина
Альбумин
· поддержание онкотического давления крови и регуляция обмена жидкостей между кровью и тканями;
· транспортная функция: перенос свободных жирных кислот, желчных пигментов, стероидных гормонов, ионов Са2+, многих лекарств.
· резерв аминокислот.
Гаптоглобин
Предотвращает потерю железа организмом и повреждение почек гемоглобином при гемолизе эритроцитов (образует стабильный комплекс со свободным гемоглобином, который поглощается клетками РЭС; железо повторно используется для синтеза гемоглобина).
«Ингибиторы трипсина» («сериновых антипротеаз»)
Инактивируют ряд протеаз (трипсин, химотрипсин, калликреин, плазмин)
Хиломикроны
Являются транспортной формой экзогенных (пищевых) ТАГ.
Фибриноген и тромбин
Компоненты системы свертывания крови. Тромбин способствует образованию фибрина из фибриногена (путем гидролиза пептидных связей); фибрин впоследствии составляет основу тромба.
II. Гипопротеинемия - уменьшение содержания общего белка в плазме.
Возможные причины:
· заболевания печени(вследствие нарушения синтеза белков);
· заболевания почек(вследствие потери белков с мочой);
· низкое потребление белков с пищей, голодание(вследствие недостатка аминокислот для синтеза белков);
· синдром мальабсорбциипри заболеваниях ЖКТ - колит, инфекции, панкреатит, целиакия и др. (нарушается всасывание белков в тонком кишечнике);
· значительные потери кровии др.
Гиперпротеинемия - увеличение содержания общего белка плазмы.
Возможные причины:
· потеря большого количества воды(рвота, диарея, обширные ожоги);
· инфекционные и аутоиммунные заболевания(за счёт увеличения количества γ-глобулинов);
· заболевания печении др.
Парапротеинемия- появление в плазме крови патологических иммуноглобулинов - парапротеинов, отличающихся от нормальных белков по физико-химическим свойствам и биологической активности (например, криоглобулины)
Причины:различные заболевания, в частности-онкологические.
· макроглобулинемия Вальденстрема,
· миеломная болезнь и др
Представьте в виде схемы синтез мочевины. Укажите, где происходит этот процесс и какова дальнейшая судьба образовавшейся мочевины. Укажите, от чего зависит количество мочевины, образующейся в организме человека.
I. Схема:
Локализация:печень;
Дальнейшая судьба мочевины:выведение почками с мочой;
Задание аналогично 5 и 6. Схема без ферментов и участников (если вдруг нужно с ними, смотрим в зад.5).
I. Схема с указанием необратимых реакций:
II. Физиологическая роль:
Малат является промежуточным продуктом цикла трикарбоновых кислот.
Мембрана митохондрий непроницаема для оксалоацетата (метаболита ЦТК, который проходит в митохондриях) и он переносится в цитоплазму в виде других метаболитов, в частности - малата. В цитоплазме малат вновь переходит в оксалоацетат (малат-аспартатный челнок).
Тем самым, осуществляется связь ЦТК и глюконеогенеза, что позволяет поддерживать постоянный уровень глюкозы в крови (необходимо для нормального энергообеспечения тканей, для которых характерна непрерывная потребность в углеводах; особенно актуально при голодании).
III. Реакция:
Перечислите биохимические показатели крови и мочи (не менее 7), определение которых в клинике может быть использовано при диагностике сахарного диабета. Укажите механизм изменений состава и свойств мочи при сахарном диабете.
I. Биохимические показатели крови и мочи:
· глюкоза (гипергликемия и глюкозурия);
· кетоновые тела (гиперкетонемия и кетонурия + кетоацидоз);
· гликированный гемоглобин (появляется при СД);
· инсулин;
· С-пептид;
· холестерол (гиперхолестеролемия) + липопротеины (при СД может быть повышен уровень ЛПНП);
· "остаточный азот": мочевина и др. азотистые вещества (азотемия и азотурия).
II. Моча при сахарном диабете.
Изменения химического состава:
ГЛЮКОЗУРИЯ
↓использования глюкозы клетками, ↑ мобилизации гликогена и ↑глюконеогенеза в печени → гипергликемия → превышение пороговой концентрации глюкозы в крови → глюкозурия;
КЕТОНУРИЯ
↑ липолиза; ↑ образование ацетил-КоА, используемого для синтеза с последующим поступлением в кровь кетоновых тел → гиперкетонемия→ превышение пороговой концентрации кетоновых тел в крови → кетонурия;
АЗОТУРИЯ (повышение концентрации мочевины и других азотистых веществ в моче)
↓ скорости синтеза белка и ↑ катаболизма аминокислот в тканях → азотемия→ азотурия;
Изменения физических свойств:
· наблюдается ПОЛИУРИЯ (осмотического генеза; вследствие снижения реабсорбции воды почечными канальцами) + моча обесцвечивается;
· появляется запах ацетона (вследствие кетонурии);
· увеличивается плотность мочи (при длительной гипергликемии; вследствие высокого содержания глюкозы в моче).
Перечислите биохимические показатели крови и мочи (не менее 7), определение которых в клинике может быть использовано при диагностике сахарного диабета. Укажите механизм изменений биохимических показателей крови при сахарном диабете.
I. Биохимические показатели крови и мочи:
· глюкоза (гипергликемия и глюкозурия);
· кетоновые тела (гиперкетонемия и кетонурия + кетоацидоз);
· гликированный гемоглобин (появляется при СД);
· инсулин;
· С-пептид;
· холестерол (гиперхолестеролемия) + липопротеины (при СД может быть повышен уровень ЛПНП);
· "остаточный азот": мочевина и др. азотистые вещества (азотемия и азотурия).
II. Кровь при сахарном диабете.
· ГИПЕРГЛИКЕМИЯ
↓использования глюкозы клетками, ↑ мобилизации гликогена и ↑глюконеогенеза в печени → гипергликемия;
· ГИПЕРКЕТОНЕМИЯ и ГИПЕРХОЛЕСТЕРОЛЕМИЯ (+ЛПНП)
↑ липолиза; ↑ образование ацетил-КоА, используемого для синтеза с последующим поступлением в кровь холестерола и кетоновых тел →
гиперхолестеролемияи гиперкетонемия +повышается уровень ЛПНП, переносящих холестерол.
· ГЛИКИРОВАННЫЙ ГЕМОГЛОБИН
Отражает процент гемоглобина крови, необратимо соединённый с молекулами глюкозы (образуется в результате реакции Майяра между гемоглобином и глюкозой крови);
· ИНСУЛИН
Нарушение синтеза и секреции инсулина β-клетками (диабет I типа) → низкий уровень инсулина в крови (при этом высокий уровень глюкозы)
· С-ПЕПТИД
По количеству секретированного С-пептида можно судить о количестве секретированного инсулина, т.к. он секретируется в кровь вместе с инсулином в эквимолярных количествах. При диабете уровень С-пептида в крови снижен;
· АЗОТЕМИЯ (повышение концентрации мочевины и других азотистых веществ в крови)
↓ скорости синтеза белка и ↑ катаболизма аминокислот в тканях → азотемия;
Вопросы закрытого типа
В. головном мозге
Г. костях
Д. жировой клетчатке
Б. миокарде
В. печени
Г. головном мозге
Д. костях
Коллаген отсутствует в
А. печени
Б. костях
В. легких
Г. эритроцитах
Д. скелетных мышцах
Коллаген отсутствует в
А. почках
Б. лейкоцитах
В. зубах
Г. скелетных мышцах
Д. сердце
Д. глюкозо-6-фосфатазы
Парапротеинемия это
А. появление в плазме крови белков, отсутствующих в норме
Б. уменьшение концентрации паратгормона в плазме крови
В. увеличение концентрации паратгормона в плазме крови
Г. уменьшение концентрации глобулинов в плазме кроки
Д. увеличение концентрации глобулинов в плазме кроки
Снижение рН крови
А. алкалоз
Б. ацидоз
В. апоптоз
Г. цирроз
Д. гиперкератоз
Увеличение рН крови
А. кетоз
Б. апоптоз
В. гиперкератоз
Г. алкалоз
Д. ацидоз
Г. глюкоза
Д. хлорид
В. кетоновые тела
Г. фосфат+
Д. хлорид
Белком острой фазы является
А. альбумин
Б. гаптоглобин
В. С-реактивнй белок
Г. хиломикрон
Д. ЛПОНП
74. В реакциях конъюгации в ходе образовании парных желчных кислот принимает участие
А. глутамин
Б. аспарагин
В. глицин
Г. цистин
Д. цистеин
75. В реакциях конъюгации в ходе образовании парных желчных кислот принимает участие
А. глутамин
Б. аспарагин
В. таурин
Г. цистин
Д. цистеин
Вопросы открытого типа
Укажите, какие метаболические процессы (реакции), происходящие в печени, обеспечивают поддержание нормального уровня глюкозы в крови. Опишите влияние гормонов на эти метаболические процессы.
Основная роль печени в обмене углеводов заключается в поддержании постоянного уровня глюкозы в крови.
Это осуществляется путём регуляции соотношения процессов образования и утилизации глюкозы в печени.
Пути образования глюкозы:стимулируются глюкагоном, глюкокортикоидами, адреналином.
· Мобилизация гликогена(обеспечивает потребности организма человека в глюкозе на протяжении первых 12 - 24 часов голодания);
· Глюконеогенез (является основным источником глюкозы при длительном голодании) (из пирувата, АК, жиров, лактата).
· Превращение в глюкозудругих пищевых моносахаридов - фруктозы и галактозы
Пути утилизации глюкозы:стимулируются инсулином.
· Синтез гликогена;
· Гликолизи пентозофосфатный путьокисления глюкозы (служат, в первую очередь, поставщиками метаболитов-предшественников для биосинтеза аминокислот, жирных кислот, глицерола и нуклеотидов + источниками энергии для
обеспечения биосинтетических процессов).