переваривание и всасывание углеводов

Министерство здравоохранения Республики Узбекистан
Центр развития медицинского образования
Ташкентская медицинская академия
«УТВЕРЖДАЮ»
Проректор по учебной части ТМА
профессор _________ О. Р. Тешаев
«____» ______________ 2012 г.
Кафедра: БИОРГАНИЧЕСКАЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ
ХИМИЯ
Предмет: БИОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ТЕМА:
ХИМИЯ И ОБМЕН УГЛЕВОДОВ.
ПЕРЕВАРИВАНИЕ, ВЫСАСЫВАНИЕ УГЛЕВОДОВ.
СИНТЕЗ И РАСПАД ГЛИКОГЕНА
ЕДИНАЯ МЕТОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
(учебно-методическая разработка для преподавателей и
студентов)
Ташкент – 2012 г.
Составители: ассистент Абдукадирова Н.
Рецензенты: профессор Н.М. Юлдашев – зав.кафедрой
биоорганической и биологической химии
ТашПМИ;
профессор А.А. Ходжиметов – профессор кафедры
биоорганической и биологической химии
Методическая разработка утверждена
ЦМК ТМА по медико-биологическим
проблемам “_11_” мая_2012 года,
Протокол № 8
Технологическая карта учебного процесса
Продолжительность занятия: 4 часа
Место проведения занятия
Количество студентов в группе: 10-15
Комнаты для практических и лабораторных
заняний
кафедры
биоорганической
и
биологической химии.
Структура учебного процесса
1. Введение.
План практических занятий.
2. Теоретическая часть.
3. Практическая часть.
1.Переваривание углеводов в желудочнокишечном тракте (раб. № 67).
2. Выделение гликогена из печени (раб. № 68).
- Алгоритм практических навыков.
4. Аналитическая часть.
- Ситуационные задачи
- Контрольные тесты
- Обучающе-контролирующие игры
 Основная цель учебного процесса:
1. Основные углеводы пищи, организма. Значение углеводов для организма.
2. Переваривание, всасывание углеводов, возрастные их особенности. Брожение.
3. Непереносимость молока.
4. Судьба всосавшихся углеводов в тканях.
5. Синтез и распад гликогена в печени и мышцах.
6. Регуляция синтеза и распада гликогена. Фосфорилированные и дефосфорилированные
формы гликогенсинтетазы и фосфорилазы.
Педогогические задачи:
Результаты учебной деятельности:
Дать понятие об основных 
Последовательно раскрыть значение
углеводах пищи и организма, значение изучения обмена углеводов для будущего врача
их;
общей практики.
Сформулировать представление 
Знать строение и свойства основных
о
процессах
переваривания
и углеводов пищи и организма, их значение.
всасывания углеводов в желудочно- 
Последовательно раскрыть значение
кишечном тракте;
реакций
фосфорилирования
глюкозы,
Дать
представление
о отличительные
особенности
ферментов
переваривании и всасывании углеводов гексокиназы
и
глюкокиназы
и
пути
у грудных детей, непереносимость использования глюкозо-6-фосфата в клетках.
лактозы;

Знать
последовательность
реакций
Дать представление о судьбе синтеза и распада гликогена, его регуляцию и
всосавшихся моносахаридов в тканях;
физиологическое значение.
Объяснить синтез и распад 
Раскрыть связь нарушений обмена
гликогена в печени и мышцах, его гликогена
в
развитии
патологических
регуляцию и завобевания, связанные с состояний.
нарушением метаболизма гликогена;

Развивают
навык
самостоятельного
Правильное и рациональное принятия решения при исследовании обмена
получение информации по данной углеводов.
проблеме;
Студет должен уметь:
Правильный
выбор ∙ в лабораторных условиях самостоятельно
практических навыков и их анализ;
выполнить переваривание углеводов в
Создание
алгоритма
по желудочно-кишечном тракте (раб. № 67) и
изучению обмена углеводов и развитие выделение гликогена из печени (раб. № 68).
практических навыков.
Методы обучения
Дискуссия, беседа, видеопросмотр, обучающая
игра – “Пчелиный улий”
Формы
организации
деятельности
Средства обучения
учебной
Способы и средства обратной связи
Индивидуальная работа, работа в группах,
коллективная.
Учебные
пособия,
учебные
материалы,
реактивы
и
оборудования,
слайдовые
презентации,
раздаточные
материалы,
стандартные
шаги
по
выполнению
практических навыков, работа в интернет
сайтах медицины, маркеры, скотч, флипчарт.
Наблюдение, блиц опрос, тестирование,
презентация, оценка
2. Мотивация.
Знания о структуре и свойствах физиологически важных углеводов
необходимы для понимания их фундаментальной роли в материальном и
энергетическом обеспечении жизни млекопитающих. Освоение основных
понятий строения и функции углеводов, их переваривания и всасывания,
запасания в виде гликогена и его катаболизма, а также регуляция этих
процессов необходимо для будущего врача общей практики для диагностики
и лечения патологических состояний, связанных с нарушением этих
процессов.
3. Межпредметные и внутрипредметные связи.
При изучении этой темы необходимы знания по предметам химия и
биология. Знания, полученные на занятиях, нужны для более глубокого
изучения нормальной и патологической физиологии, фармакологии,
стоматологии, терапии и для овладения практическими навыками.
4. Содержание занятия
4.1. Теоретическая часть
Основные углеводы пищи и их функции
Углеводы являются широко распространенными в природе
органическими веществами. Содержание углеводов в растениях в пересчете
на сухую массу составляет 70-80%, у животных и людей – приблизительно
2%. Несмотря на незначительное количество углеводов в организме людей,
они выполняют многочисленные функции:
ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ – углеводы являются основным
энергетическим материалом организма, так как при их окислении образуется
60% энергии, необходимой для жизнедеятельности организма. Основным
энергетическим материалом мозга является глюкоза.
ПЛАСТИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ – углеводы входят в состав клеточных
мембран,
нуклеиновых
кислот,
коферментов,
сложных
белков,
соединительной ткани, межклеточного матрикса и др.
ЗАЩИТНАЯ ФУНКЦИЯ – углеводами богаты слизь секретов слюны,
пищевода, желудка, кишечника, внутренней стенки бронхов. Они защищают
от различных механических повреждений, проникновения патогенных
бактерий и вирусов.
РЕГУЛЯТОРНАЯ ФУНКЦИЯ – клетчатка регулирует перестальтику
кишечника. В связи с этим при запорах рекомендуют его при запорах.
СПЕЦИФИЧЕСКАЯ ФУНКЦИЯ – некоторые представители углеводов
определяют специфичность группы крови, образование антител, участвуют в
передаче нервных импульсов.
РЕЗЕРВНАЯ ФУНКЦИЯ – в растения они запасаются в виде крахмала,
у животных и человека – в виде гликогена. Гликоген является временным
депо глюкозы, накапливается в основном в печени и мышцах.
У человека суточная потребность в углеводах составляет 400-500 г.
Углеводы образованы из глюкозы и его производных.в 1844 году профессор
К. Шмидт из Университета в Тарту этим соединениям дал название
«углеводы». Согласно этого названия углеводы состоят из «С» (углевод) и
Н2О (вода) и соответствуют формуле Сn(Н2О)m. Например, эмпирическая
формула глюкозы С6Н12О6, что соответствует формуле С6(Н2О)6. Однако,
некоторые неуглеводные вещества, например лактат (С3Н6О3), уксусная
кислота (СН3СООН), также отвечают требованиям формулы Сn(Н2О)m. В
связи с этим в 1927 году комиссия по реформе химической номенклатуры,
предложили назвать эти органические соединения «глициридами». Несмотря
на это все еще сохраняется название «углеводы».
По строению углеводы делятся на 3 группы:
а) моносахариды;
б) дисахариды (или олигосахариды);
в) полисахариды
Моносахариды – самые простые негидролизуемые соединения. К ним
относятся:
триозы (3 «С») - 3-фосфоглицеральдегид;
тетрозы (4 «С») - эритроза;
пептозы (5 «С») – рибоза, дезоксирибоза;
гексозы (6 «С») - глюкоза, фруктоза, галактоза.
Триозы, тетрозы, пентозы в основном образуются при метаболизме
глюкозы в тканях. Из моносахаридов глюкоза представляет собой
альдегидоспирт, наиболее широко распространена в природе и является
мономером дисахаридов и полисахаридов. У животных и людей в небольшом
количестве имеются свободные или входящие в дисахариды фруктоза и
галактоза. Моносахарида способны взаимопревращаться в друг-друга.
Например, галактоза превращается в глюкозу, глюкоза в маннозу и фруктозу,
что является очень важным в метаболизме гексоз.
Моносахариды способны восстанавливаться с образованием 6-атомных
спиртов. Например, Д-глюкоза восстанавливается в 6-атомный спирт сорбитол. Углеводы способны фосфорилировать, образуя фосфоэфиры,
играющие
центральную
метаболическую
роль.
Например,
гексозомонофосфат (глюкоза-6-фосфат, фруктоза-6-фосфат); гексозодифосфат (фруктоза-1,6-дифосфат) и другие. Центральную роль при этом
играет фосфорилированная форма глюкозы – глюкозо-6-фосфат, который
является метаболически активной формой глюкозы.
Моносахариды также могут превращаться в аминосахара. Так, к
гидроксильная группа замещается аминогруппой. Аминосахара являются
составной частью мукополисахаридов.
К дисахаридам относятся: сахароза (состоит из глюкозы и фруктозы);
лактоза (состоит из глюкозы и галактозы); мальтоза (состоит из 2 молекул
глюкозы).
Полисахариды
подразделяются
на
гомополисахариды
и
гетерополисахариды. К гомополисахаридам относятся гликоген, крахмал,
клетчатка, целлюлоза. Они являются биополимерами, состоящими из
остатков глюкозы. Гетерополисахариды (мукополисахариды) в зависимости
от
дополнительных
группировок
подразделяются
на
кислые
мукополисахариды и нейтральные мукополисахариды. В настоящее время
кислые мукополисахариды называются гликозамингликанами и входят в
состав протеогликанов.
Переваривание и всасывание углеводов
В желудочно-кишечном тракте полисахариды расщепляются до
моносахаридов. В ротовой полости под действием амилазы слюны
осуществляется гидролиз крахмала и гликогена до декстринов и мальтозы:
этот процесс не играет важной роли в организме из-за кратковременности
действия фермента на пищу.
Крахмал расщепляющая активность секрета поджелудочной железы
обусловлена панкреатической а-амилазой. Она сходна по действию с
амилазой слюны и гидролизует крахмал и гликоген путем последовательного
отщепления дисахаридных остатков с образованием мальтозы, мальтотриозы
[три α-глюкозных остатка, связанные α (1→4) связями], неразветвленных
олигосахаридов и некоторого количества глюкозы. 1,6-гликозидные связи
гликогена расщепляются амило-1,6-глюкозидазой поджелудочной железы.
Кишечный сок, секретируемый железами Бруннера и Либеркюна,
также содержит пищеварительные ферменты, в число которых входят:
специфичсеские дисахаридаза и олигосахаридаза, также, как α–глюкозидаза
(мальтаза), изомальтаза (α–декстриназа, β–галактозидаза) лактаза, сахараза и
трегалаза. Клетчатка в желудочно-кишечном тракте на расщепляется, так как,
расщепляющий α-1,2 гликозидные связи не вырабатывается у человека, хотя
вырабатывается
микроорганизмами
толстого
кишечника.
Однако
непереваренная целлюлоза из растительной пищи способствует нормальной
перистальтике кишечника.
Окончательный результат действия описанных пищеварительных
ферментов заключается в редуцировании компонентов пищи до форм,
которые могут всасываться и усваиваться. Этими конечными продуктами
переваривания являются моносахариды (в основном глюкоза).
Транспорт моносахаридов из просвета кишечника в клетки слизистой
оболочки может осуществляться путем облегченной диффузии и активного
транспорта. При активном транспорте глюкоза и Na+ проходят с
люминальной стороны, связываясь с разными участками белка-переносчика.
При этом Na+ поступает в клетку под влиянием электрохимического градиента
и «тащит» глюкозу за собой. Следовательно, чем больше градиент Na+, тем
больше поступление глюкозы. Если концентрация Na+ во внеклеточной
жидкости уменьшается, транспорт глюкозы подавляется. Градиент
концентрации Na+, являющийся движущей силой этого симпорта, создается
работой Na+,К+-насоса (вторично-активный транспорт).
Глюкоза из клетки кишечника затем перемещается во внеклеточную
жидкость и далее в кровь с помощью облегченной диффузии. Поступающая из
кишечника глюкоза с кровью воротной вены попадает в печень, где часть ее
задерживается, а часть через общий кровоток попадает в клетки других
органов и тканей. В норме концентрация глюкозы в крови составляет 60110мг% (по системе «СИ» 3,5-6,1 ммоль/л).
Непереносимость молока. Кишечная микрофлора для своей
жизнедеятельности использует углеводы и их производные. Недостаток
мальтазы и лактазы в кишечном соке приводит к нарушению переваривания
дисахаридов. Наследственные или приобретенные дефекты ферментов,
гидролизующих углеводы, являются причиной нарушения процесса
переваривания. Это часто наблюдается при приеме молока и молочных
продуктов. Наследственная непереносимость лактозы у детей проявляется
накоплением непереваренных углеводов, повышается осмолярность и,
следовательно, приток воды в просвет кишечника, что вызывает диарею, а
также спазмы и боли в кишечнике. Действие бактерий на негидролизованные
углеводы приводит к образованию газов (метеоризм).
Потребление глюкозы клетками из кровотока происходит также путем
облегченной диффузии при участии специальных белков-транспортеров.
Следовательно, скорость трансмембранного потока глюкозы зависит только от
градиента ее концентрации. Исключением являются клетки мышц и жировой
ткани, где облегченная диффузия регулируется инсулином. В отсутствие
инсулина плазматическая мембрана этих клеток непроницаема для глюкозы, так
как в ней нет белков-переносчиков для глюкозы. Белки-переносчики
(транспортеры глюкозы — ГЛЮТ) обнаружены во всех тканях. Существует
несколько разновидностей ГЛЮТ, которые пронумерованы по порядку их
обнаружения.
Все 5 типов ГЛЮТ имеют сходную первичную структуру. ГЛЮТ-1 служит
для обеспечения стабильного потока глюкозы в мозг. В других тканях он поставляет глюкозу в клетки, когда они находятся в состоянии покоя. ГЛЮТ-2
обнаружен в клетках органов, выделяющих глюкозу в кровь. Именно при участии
ГЛЮТ-2 глюкоза переходит в кровь из энтероцитов после ее всасывания в
кишечнике. ГЛЮТ-З обладает большим, чем ГЛЮТ-1, сродством к глюкозе. Он
также обеспечивает постоянный приток глюкозы к клеткам нервной ткани.
ГЛЮТ-4 — главный переносчик глюкозы в мышцах и адипоцитах. ГЛЮТ-5
встречается главным образом в клетках тонкой кишки. Его функции известны
недостаточно. Все типы ГЛЮТ могут находиться как в плазматической
мембране, так и в цитозольных везикулах. В отсутствие инсулина ГЛЮТ-4 (и в
меньшей мере ГЛЮТ-1) почти полностью находится в цитоплазме. Влияние
инсулина на такие клетки приводит к перемещению везикул, содержащих ГЛЮТ,
к плазматической мембране и их слиянию с ней, после чего возможен
облегченный транспорт глюкозы в эти клетки. После снижения концентрации
инсулина в крови белки-транспортеры глюкозы снова перемещаются в
цитозоль.
Судьба всосавшихся углеводов в организме
В тканях глюкоза в основном расщепляется аэробным и анаэробным
путями. Для этого она при участии гексокиназы и глюкокиназы с участием
АТФ фосфорилируется с образованием глюкозо-6-фосфат (Г-6-Ф).
Гексокиназа локализована во всех тканях, катализирует фосфорилирование
всех гексоз, кроме Д-глюкозы. Км составляет 0.1 ммоль/л. Имеются ее
изоформы, Г-6-Ф является ее аллостерическим ингибитором.
Глюкокиназа локализована в печени, катализирует фосфорилирование
Д-глюкозы, глюкоза-6-фосфат не является ее ингибитором, Км для глюкозы
10 ммоль/л, активность ее возрастает при высокой концентрации глюкозы в
крови и способствует резервированию глюкозы в виде гликогена.
65% образовавшегося Г-6-Ф в тканях распадается, 30% расходуется на
синтез жиров и только 5% превращается в гликоген.
Овкат таркиби
Жигар ва мушак
гликогени
Глюкоза
АТФ
Гексогиназа
АДФ
Гликоген
Структур
полисахарид
Глюкоза-6-фосфат
Баъзи
Аминокислоталар
Липидлар
СО2+Н2О+Q
Пентозалар
Синтез и распад гликогена, его физиологическое значение
Гликоген является полимером, состоит из остатков глюкозы,
соединенных между собой 1-4 и 1-6 гликозидными связями, образуя
разветвленную структуру. При увеличении уровня глюкозы в крови после
приема пищи наблюдается стимуляция синтеза гликогена. При снижении
концентрации глюкозы в крови в первую очередь начинает распадаться
гликоген печени, распад гликогена мышц наступает позже. Гликоген
накапливается во всех тканях, синтез и распад его протекает непрерывно.
Гликоген – главная форма запасания углеводов у животных. Гликоген
запасается главным образом в печени (до 6% массы печени) и в мышцах, где
его содержание редко превышает 1%.
Функция мышечного гликогена состоит в том, что он является
легкодоступным источником гексозных единиц, используемых в ходе
гликолиза в самой мышце. Гликоген печени используется главным образец
для поддержания физиологических концентраций глюкозы в крови, прежде
всего в промежутках между приёмами пищи. Содержание мышечного
гликогена заметно снижается только после продолжительной и напряженной
физической работы.
Большинство тканей животных и человека способны синтезировать
гликоген, однако в основном он резервируется в печени и скелетной
мускулатуре. Для этого глюкоза при участии фосфоглюкокиназы при
участии АТФ фосфорилирует с образованием Г-6-Ф. в дальнейшем он при
участии фермента фосфоглюкомутазы превращается в Г-1-Ф, который при
участии УТФ и глюкоза-1-фосфат-уридилтрансфераза превращается в УДФглюкозу и выделяется РР. Образовавшаяся УДФ-глюкоза под действием
фермента гликогенсинтазы образует 1,4-связи между затравкой гликогена и
присоединяемой глюкозой, выделяется УДФ, а гликоген удлиняется на 1
молекулу глюкозы. Разветвление гликогена осуществляется при участии
фермента 1,4-, 1,6-олигогликозидазы (гликоген ветвящийся фермент).
В период голодания за 24 часа все запасы гликогена истощаются, так
как глюкоза является основным энергетическим материалом.наряду с этим
при значительных затратах энергии гликоген распадается до глюкозы. Это
осуществляется при участии фермента гликогенфосфорилазы, которая
присоединяя к остатку глюкозы остаток фосфорной кислоты, отщепляет
глюкозу-1-фосфат из гликогена. Он в дальнейшем при участии
фосфоглюкомутазы превращается в Г-6-Ф, который гидролизуется с
участием воды и глюкозо-6-фосфатазы на глюкозу и Н3РО4.
Основными гормонами, регулирующими обмен гликогена, являются
адреналин, глюкозон и инсулин. Их действие связано с регуляцией
активности ферментов, участвующих в распаде и синтезе гликогена
(гликоген фосфорилаза и гликогенсинтетаза).
При повышении потребности тканей к глюкозе активизируется
гликогенолиз, т.е. распад гликогена. Это связано с секрецией гормона
мозгового слоя надпочечников – адреналина, или глюкогона, синтезируемого
альфа клетками островков Лангерганса поджелудочной железы. Они
связывается со специфическими рецепторами на плазматической мембране
клеток, что приводит к активизации расположенной на мембране клеток
аденилатциклазы. Активизация данного фермента приводит к образованию
ц-АМФ из АТФ. Ц-АМФ активизирует неактивную протеинкиназу путем
присоединения к ингибиторной субъединице 4 молекул цАМФ, что
способствует отщеплению ингибитора и образованию активной
протеинкиназы. Она из 4 молекул АТФ и 2 молекул фосфорилазы В
(неактивная) образует фосфорилазу А (активная). Она является ферментом,
обеспечивающим глюкозой гликолитических ферментов.
Гликогенфосфорилаза существует в 2 формах:
•
Гликогенфосфорилаза а – фосфорилированная активная форма.
Состоит из 4 субъединиц, в каждой субъединице имеется фосфосерин, в
образовании которой участвует пиридоксальфосфат.
•
Гликогенфосфорилаза b –дефосфорилированная неактивная
форма, состоит из 2 субъединиц.
Г/Ф «а» отцепляет из гликогена глюкоза-1-фосфат при участии Н3РО4,
которая под действием фосфоглюкомутазы превращается в глюкоза-6фосфат. Последняя при участии воды и Г-6-Ф-азы расщепляет остаток
фосфорной кислоты от глюкозы. Молекулярный механизм действия
адреналина на распад гликогена можно представить следующим образом.
Специфическая фосфатаза при участии 4 молекул Н2О превращает
активную фосфорилазу «а» в неактивную г/фосфорилаза «в» в результате
отщепления 4 молекул Н3РО4. Гликогенфосфорилаза «в» является
регуляторным ферментом, ее аллостерическим положительным модулятором
является цАМФ, АТФ является отрицательным модулятором и снижает
активность
г/фосфорилазы.
Следовательно,
активность
гликогенфосфорилазы зависит от соотношения АМФ и АТФ. В покоящихся
мышцах гликогенфосфорилаза находится в неактивной форме, так как
содержание АТФ выше уровня АМФ. В работающих мышцах содержание
АМФ высокое, а уровень АТФ низкий, что обусловливает переход
гликогенфосфорилазы в активную форму.
В регуляции обмена гликогена принимают участие также
глюкокортикостероиды и половые гормоны. Они способствуют развитию
гипергликемии и поэтому их называют диабетогенными гормонами. Они
повышают синтез глюкозы из безазотистых остатков аминокислот или
продуктов распада липидов. В отличие от них инсулин (гормон бета клеток
островков Лангерганса поджелудочной железы) – единственный гормон,
который препятствует увеличению уровня глюкозы в крови. Инсулин
специфически связываясь с рецепторами плазматической мембраны клеток
облегчает транспорт глюкозы в клетки; активизирует глюкокиназу и
образование Г-6-Ф в клетках; подавляет активность Г-6-Ф-азы,
расщепляющий Г-6-Ф до глюкозы и Н3РО4, что приводит к увеличению
концентрации Г-6-Ф в клетке. Увеличение концентрации данного метаболита
ускоряет процессы аэробного и анаэробного распада глюкозы с образованием
энергии, резервирование глюкозы в виде гликогена; превращение глюкозы в
аминокислоты и липиды; снижает активность гликогенфосфорилазы,
вследствие замедления ее фосфорилирования, и как следствие, прекращает
гликогенолиз.
Инсулин,
активизируя
фосфодиэстеразу
снижает
концентрацию цАМФ в клетке. В результате протеинкиназа не переходит в
активную
форму,
что
предотвращает
фосфорилирование
гликогенфосфорилазы
и
гликогенсинтазы,
снижается
активность
гликогенсинтазы «D» (неактивная, фосфорилированная форма), возрастает
активность гликогенсинтазы «I» (активная, дефосфорилированная форма).
Ускоряется синтез гликогена из глюкозы.
Гликогенозы и агликогенозы
Термин «гликогеноз» является общим для группы наследственных
заболеваний, характеризующихся отложением в тканях либо не нормальных
больших количеств гликогена, либо не обычных его видов.
Болезнь Гирке, клетки печени и извитых почечных канальцев
заполнена гликогеном. Однако эти запасы оказываются не доступными из-за
низкой активности или отсутствия фермента глюкоза-6-фосфатазы. Об этом
свидетельствует гипогликемия, а также отсутствие повышения уровня
глюкозы в крови в ответ на введение адреналина и глюкагона.
Болезнь Помпа ведет к фатальным последствиям и характеризуется
отсутствием лизосомальной α-(1→4) и (1→6) гликозидазы, функцией
которой является деградация гликогена, предотвращающая его накопление в
лизосомах.
Болезнь Форбса или болезнь Кори характеризуется отсутствием
деветвящего фермента амило-1,6-гликозидазы. В результате в печени,
мышцах, сердце и лейкоцитах накапливается характерный разветвленный
полисахарид «остаточный декстрин».
Синдром Мак-Ардля. У больных наблюдается пониженная
выносливость к физическим нагрузкам, хотя в их скелетных мышцах имеется
аномально высокое содержание гликогена (2,5-4,1%), в крови после
выполнения физической работы почти или вообще не обнаруживается
лактат. Это связано с отсутствием фермента мышечной фосфорилазы.
Болезнь Херса. В печени отсутствует печеночная фосфорилаза, что
приводит к накоплению гликогена в печени, гепатомегалии.
Болезнь Андерсена. В печени, мышцах, почках и лейкоцитах
отсутствует гликогенвервящийся фермент.
Агликогенозы – заболевания, связанные с отсутствием накопления
или синтеза гликогена в тканях. К ним относится заболевание, хорошо
изученное в 1962 году Левисом. Это генетическое заболевание, связанное
отсутствием фермента УДФ-глюкоза-гликогентрансгликозилазы. В печени и
мышцах гликоген не образуется, характерно для детей раннего возраста и
проявляется тяжелыми гипокликемическими комами.
Новые педагогические технологии
«Кейс технология»
1.1)Обявить тему для «Case stady».
Переваривание и всасывание углеводом, метаболизм гликогена
2)Формулирование проблемы.
Галактоза
фруктза
гликоген
?
?
пируват
глюкоза
?
аероб
?
анаэроб
пентозафосфат
3)Цель данного кейса (поиск путей решения проблемы) 2
1)создание малых групп (5 групп по 2 человека)
2)задание для малых групп.
Составить карту «Кластер». Карта составляется быстро, пишется все,
что приходит на ум. Надо писать (как можно больше связей), пока не
закончится отведенное время.
?
?
?
белки
гликоген
жиры
?
углеводы
2.
1)создание малых групп (5 групп по 2 человека)
2)задание для малых групп.
1) Какие связи участвуют в образовании ди- и полисахаридов?
2) Из каких моносахаридов состоит гликоген и крахмал, какие связи у них
имеются?
3) Из каких моносахаридов состоят лактоза, сахароза и мальтоза?
4) Роль углеводов в организме?
5) Какие ферменты участвуют в переваривании углеводов, где они
синтезируются и какие связи они расщепляют?
6) Как осуществляется переваривание углеводов у грудных детей?
7) Какие ферменты участвуют в фосфорилировании глюкозы в клетках?
8) Перечислите отличительные свойства глюкокиназы и гексокиназы?
9) Судьба глюкозо-6-фосфата в тканях?
10) Напишите реакции синтеза гликогена и участвующие ферменты?
11) Напишите схему механизма активизации гликогенфосфорилазы и распада
гликогена?
12) Напишите реакции распада гликогена и участвующие ферменты?
13) Перечислите отличительные особенности распада гликогена в печени и
мышцах?
14) Регуляция обмена гликогена?
15) Перечислите заболевания, связанные с обменом гликогена?
3. Работа групп над заданиями.
1)работа с литературой
Основная:
1.А.Я.Николаев «Биологик киме» - Ташкент, 1992й.
2.Т.Т.Березов, Б.Ф.Коровкин «Биологическая химия» - Москва 1990г.
3.Р.А.Собирова ва бошкалар. Биологик Киме – Т., 2006 (лотин)
Дополнительная:
1.А.Ленинжер и другие «Основы биохимии» 1,2,3 том, Москва 1985г.
2.А.Уайт и другие «Основы биохимии» 1,2,3 том, Москва
3.Л.С.Страйер «Биохимия» 1,2,3 том, Москва 1985г.
4.Д.Мецлер «Биохимия» 1,2,3 том, Москва 1980г.
5. Ж.Крю «Биохимия», Москва 1979г
6. Е.А.Строев «Биологическая химия» - Москва 1986г
7.А.Хорст «Молекулярные основы патогенеза» Москва 1992г
2)анализ полученных материалов с последующим выводом.
3)поиск оптимальных путей решения проблемы.
4.Презентация Pover Point
4.2. Аналитическая часть
1. В организме человека нет ферментов, расщепляющих клетчатку.
Однако с пищей употребляется до 1,5 кг. клетчатки в сутки. Почему?
2. Рацион человека содержит 450-500 гр. углеводов. Они могут быть в
форме моно–, олиго– и полисахаридов. Какие продукты питания богаты
этими углеводами?
3. Основной фермент, расщепляющий крахмал-амилаза. В чем
диагностическое значение определения амилазы в крови, моче и слюне?
4. Крахмал, гликоген, клетчатка при гидролизе распадаются на глюкозу.
Однако у них разные физико-химические и биологические свойства.
Объясните это на молекулярном уровне.
Тесты:
1. Укажите 3 основных углевода:
А. Моносахариды
Б. Гетеросахариды
В. Гликопротеиды
Г. Олигосахариды
Д. Гомосахариды
Е. Полисахариды
2. Укажите 3 основные моносахариды продуктов питания и организма людей
и животных:
А. Галактоза
Б. Манноза
В. Глюкоза
Г. Ксилулоза
Д. Рибулоза
Е. Фруктоза
3. Укажите широко распространенные в природе дисахариды:
А. Сахароза
Б. Ксилулоза
В. Мальтоза
Г. Рафиноза
Д. Лактоза
Е. Глюкоза
4. Укажите 3 представители полисахаридов, мономерами которых является
глюкоза:
А. Кератансульфаты
Б. Крахмал
В. Гепарин
Г. Гликоген
Д. Мукополисахариды
Е. Целлюлоза
5. Укажите 3 фермента, расщепляющие крахмал и гликоген до мальтозы:
А. сигма-амилаза
Б. дельта-амилаза
В. альфа-амилаза
Г. лактаза
Д. амило-1.6-глюкозидаза
Е. олиго-1.6-глюкозидаза (терминал декстриназа)
6. Укажите 3 фермента, расщепляющие в кишечнике дисахариды:
А. альфа-амилаза
Б. мальтаза
В. бетта-амилаза
Г. сахараза
Д. лактаза
Е. гамма-амилаза
7. Укажите 3 промежуточных метаболита синтеза гликогена:
А. Фруктоза-6-фосфат
Б. Глюкоза-6-фосфат
В. Глюкозо-3-фосфат
Г. Глюкозо-1-фосфат
Д. Глюкозо-1.6-дифосфат
Е. Уридиндифосфоглюкоза
8. Укажите 4 фермента, участвующие в синтезе гликогена из глюкозы:
А. Фосфорилаза
Б. Гексокиназа
В. Глюкозо-1-фосфатуридилтрансфераза
Г. Нуклеозиддифосфаткиназа
Д. Фосфоглюкомутаза
Е. Пирофосфатаза
Ж. Гликогенсинтетаза
З. Мальтаза
9. Укажите 4 фермента аденилатциклазной системы распада гликогена под
действием адреналина:
А. АТФаза
Б. Аденилатциклаза
В. Гексокиназа
Г. Протеинкиназа
Д. Глюкокиназа
Е. Фосфорилаза киназаси
Ж. Гликогенсинтетаза
З. ФосфорилазаА
4.3. Практическая часть
ОБУЧЕНИЕ ОСВОЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ НАВЫКОВ И УМЕНИЙ
Лабораторная работа.
Переваривание углеводов в желудочно-кишечном тракте
№
Действие
Не
Выполне
выпол- полность
нено
и
правиль
Готовить пробы соответственно таблице:
Раствор
Суспензия
Сдюна, Желудочный Панкреатин,
№ крахмала, целлюлозы,
мл.
сок, мл
мл.
мл.
мл.
1.
1,0
–
1,0
–
–
1.
2.
–
1,0
1,0
–
–
3.
1,0
–
–
1,0
–
4.
–
1,0
–
1,0
–
5.
1,0
–
1,0
1,0
–
6.
–
1,0
1,0
1,0
–
7.
1,0
–
–
–
2,0
8.
–
1,0
–
–
2,0
0
10
2.
Берется 8 пробирок
0
10
3.
4.
5.
а.
б.
в.
В пробирки наливаются растворы согласно приведенной таблицы
Выдерживают 30 мин в термостате при t=37ºС
Проводится реакция Троммера:
в каждую пробирку наливают по 1 мл. 10%ного NaOH
в каждую пробирку приливают по 5 капель 1%ного CuSO4
все пробирки прогреваются на спиртовке
наблюдают выпадение красно-коричневого осадка, что подтверждает
наличие в растворе глюкозы и мальтозы
Результаты работы заносятся в тетрадь и делаются выводы
ИТОГО:
0
0
0
0
0
0
20
10
10
10
10
10
0
10
0
0
10
100
г.
6.
5. Формы контроля знаний, навыков и умений
– устный;
– письменный;
– тестирование;
– решение ситуационных задач;
– демонстрация освоенных практических навыков.
6.Критерии оценки текущего контроля
№
1.
Успеваемость
в % и баллах
96-100
Оценка
Уровень знания студента.
Отлично «5»
Подводит итоги и принимает решения
Творчески мыслит. Самостоятельно анализирует.
Применяет на практике
Проявляет высокую активность, творческий подход
при проведении интерактивных игр. Правильно
решает
ситуационные
задачи
с
полным
обоснованием ответа. Понимает суть вопроса.
Знает, рассказывает уверенно
2.
91-95
3.
86-90
4.
81-85
5.
76-80
6.
71-75
7.
66-70
8.
61-65
9.
55-60
10
50-54
11
46-49
12
41-45
Имеет точные представления
Творчески мыслит. Самостоятельно анализирует.
Применяет на практике. Проявляет высокую
активность, творческий подход при проведении
интерактивных
игр
Правильно
решает
ситуационные задачи с полным обоснованием
ответа. Понимает суть вопроса. Знает, рассказывает
уверенно
Отлично «5» Имеет точные представления
Самостоятельно анализирует. Применяет на
практике.
Проявляет
высокую
активность,
творческий подход при проведении интерактивных
игр. Правильно решает ситуационные задачи с
полным обоснованием ответа
Понимает суть вопроса. Знает, рассказывает
уверенно. Имеет точные представления
Применяет на практике. Проявляет высокую
активность при проведении интерактивных игр.
Правильно решает ситуационные задачи, но
обоснование ответа не достаточно полно. Понимает
суть вопроса. Знает, рассказывает уверенно. Имеет
Хорошо «4» точные представления
Проявляет
активность
при
проведении
интерактивных
игр.
Правильно
решает
ситуационные задачи, но обоснование ответа не
достаточно полно. Понимает суть вопроса. Знает,
рассказывает
уверенно.
Имеет
точные
представления.
Правильно решает ситуационные задачи, но
обоснование ответа не достаточно полно. Понимает
суть вопроса. Знает, рассказывает уверенно
Имеет точные представления
Понимает суть вопроса. Правильно решает
ситуационные задачи, но не может обосновать
ответ. Знает, рассказывает уверенно. Имеет точные
Удовлетворит представления по отдельным вопросам темы
ельно
Допускает ошибки при решении ситуационных
«3»
задач. Знает, рассказывает не уверенно. Имеет
точные представления по отдельным вопросам темы
Знает, рассказывает не уверенно.
Имеет частичные представления.
Не
имеет
точного
представления
по
рассматриваемой
проблеме.
Самостоятельная
работа не подготовлена, выполняет лабораторную
работу при участии преподавателя.
Не
имеет
точного
представления
по
рассматриваемой
проблеме.
Самостоятельная
Не
работа не подготовлена, выполняет лабораторную
удовлетворит работу при участии преподавателя. Не может
ельно
анализировать полученные результаты.
«2»
Не имеет представления по рассматриваемой
проблеме. Самостоятельная работа не подготовлена,
13
36-40
14
31-35
не может выполнить лабораторную работу и
интерпретировать полученные результаты.
Не имеет представления по рассматриваемой
проблеме. Самостоятельная работа не подготовлена,
не может выполнить лабораторную работу, не
понимает суть проводимых исследований.
Ничего не знает, не понимает суть рассматриваемой
темы и проводимых лабораторных исследований,
самостоятельной работы нет, учебной тетради нет.
7. Хронологическая карта занятия
№
Этапы занятия
Формы занятия
Продолжительность в
мин
90
135
1
Вводное слово преподавателя (обоснование
темы)
5
5
2
Обсуждение темы практического занятия,
оценка исходных знаний студентов с
использованием
новых
педагогических
Опрос, объяснение
технологий (малые группы, ситуационные
задачи, деловые игры, слайды, видеофильмы
и др.)
25
40
3
Подведение итогов обсуждения
5
5
4
Предоставление
студентам
наглядных
пособий (муляжи, препараты, компьютерные
программы, схемы И др.) и дача пояснений к
ним
10
25
25
40
15
15
5
5
5
Самостоятельная работа студентов
усвоению практических навыков
по
6
Выяснение степени достижения цели занятия
на основании освоенных теоретических
знаний и по результатам практической работы
и с учётом этого опенка деятельности группы
7
Заключение преподавателя по данному
занятию. Оценка знаний студентов по 100
балльной системе и её оглашение. Дача
задания на следующее занятие (комплект
вопросов)
Изучение
препаратов,
постановка
биохимических
реакции
Устный опрос,
письменный опрос,
тесты, проверка
результатов
практической
работы, дискуссия
обсуждение
Информация,
вопросы для
самостоятельной
подготовки
8. Вопросы для самостоятельной подготовки
1) Роль углеводов в организме?
2) Какие ферменты участвуют в переваривании углеводов, где они
синтезируются и какие связи они расщепляют?
3) Как осуществляется переваривание углеводов у грудных детей?
4) Какие ферменты участвуют в фосфорилировании глюкозы в клетках?
5) Перечислите отличительные свойства глюкокиназы и гексокиназы?
6) Судьба глюкозо-6-фосфата в тканях?
7) Напишите реакции синтеза гликогена и участвующие ферменты?
8) Напишите схему механизма активизации гликогенфосфорилазы и
распада гликогена?
9) Напишите реакции распада гликогена и участвующие ферменты?
10)
Перечислите отличительные особенности распада гликогена в
печени и мышцах?
11)
Регуляция обмена гликогена?
12)
Перечислите заболевания, связанные с обменом гликогена?
9. Список рекомендуемой литературы
Основная:
1. А.Я.Николаев «Биологик киме» - Ташкент, 1992 г.
2. Т. Т.Березов, Б.Ф .Коровкин «Биологическая химия» - Москва 1990 г.
3. Р.А. Собирова ва бошкалар. Биологик Киме – Т., 2006 (лотин)
Дополнительная:
1. А. Ленинжер и другие «Основы биохимии» 1,2,3 том, Москва 1985 г.
2. А.Уайт и другие «Основы биохимии» 1,2,3 том, Москва 1981 г.
3. Л.С. Страйер «Биохимия» 1,2,3 том, Москва 1985 г.
4. Д. Мецлер «Биохимия» 1,2,3 том, Москва 1980 г.
5. Ж. Крю «Биохимия», Москва 1979 г
6. Е.А.Строев «Биологическая химия» - Москва 1986 г
7. А.Хорст «Молекулярные основы патогенеза» Москва 1992
8. Северин Е.С., Николаев А.Я. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и
задачами, 2002г
9. Северин Е.С. Биохимия, 2004г