Процесс поддерживающий уровень глюкозы в крови при углеводном голодании

Я бы хотел остановиться подробнее на действии голодания и пояснить механизм его действия.

Голодание — это своеобразный аналог гормональной терапии. Только гормоны поступают не из вне, что было бы опасно, а в больших количествах вырабатываются внутри организма.

В организме есть несколько путей получения энергии — глюкоза (сахар), жирные кислоты (жир) и кетоновые тела.

Но не все ткани организма могут использовать эти три источника энергии. Дело в том, что в организме человека есть клетки, которые могут работать только на глюкозе — это нервные клетки и эритроциты. При быстром снижении уровня глюкозы в крови нервные клетки просто погибают. Это очень опасное явление известно под названием гипогликемия (дословно «низкое содержание глюкозы в крови»), и может привести к быстрой смерти. Без глюкозы мозг человека умирает всего через 10 секунд.

Т.к. именно сахар в крови жизненно важен для жизни человека, то все силы организма направлены на поддержание в первую очередь уровня сахара в крови.

При голодании, при отсутствии внешних поступлений пищи, организм должен поддерживать уровень сахара за счет своих ресурсов. Первым таким ресурсом являются запасы гликогена в печени и в мышцах. Этого источника питания хватает для поддержания уровня сахара в течение первых суток голодания.

После первых суток голодания включается процесс получения глюкозы из тканей человека. В первую очередь это распад белков, вернее глюкогенных (из которых возможно получить глюкозу) аминокислот. Во вторую очередь — распад жиров на глицерин и жирные кислоты.

Процесс образования глюкозы из белков запускается и контролируется гормонами коры надпочечников — глюкокортикоидами. Другими словами, в организме резко повышается концентрация глюкокортикоидов. Но хорошо известно, что глюкокортикоиды обладают ярко выраженным противовоспалительным действием. Это означает, что основные симптомы ЛЮБОГО воспалительного процесса — боль, покраснение, отек и нарушение функции — при голодании либо значительно уменьшатся, либо вовсе исчезнут.

Благодаря этому своему свойству глюкокортикоиды получили очень широкой распространение и уже давно продаются в любой аптеке без всякого рецепта под названием гидрокортизон, преднизолон. Иногда их называют просто гормональные антивоспалительные средства или стероидные гормоны.

И именно этим противовоспалительным действием этих гормонов объясняется эффект оздоровления от голодания и высокая степень излечения различных аутоиммунных и некоторых других заболеваниях.

Это те самые глюкокортикоиды, или «гормоны тревоги», которые позволяют не заболевать людям в самых, казалось бы, экстремальных и неблагоприятных условиях — на войне, во время интересной и напряженной работы, в условиях опасности для жизни.

Хочу заметить, что, да, голодание — это оздоравливающий инструмент.

Но он, во-первых, не лечит все болезни, и, во-вторых, это опасный инструмент. И применять его надо с умом и в нужной «дозировке».

Именно благодаря этим гормонам при лечении многих хронических заболеваний (атеросклероз, ревматизм, бронхиальная астма и т.д.) голодание может дать выраженный эффект.

Кроме того, хочу обратить ваше внимание на один важный момент.

Во время голодания значительная части объема крови высвобождается от обслуживания процесса пищеварения. Куда направляется весь этот объем освободившейся крови со всеми питательными веществами и кислородом? В мозг.

В результате голодания существенно улучшается мозговой кровоток. В итоге, человек начинает соображать неизмеримо лучше и быстрее.

Именно на этом основывается благотворное воздействие постов на психику верующих, именно поэтому голодание применяется во всех мировых религиях, и именно поэтому многие психические и невротические расстройства лечатся голоданием.

Поэтому тем, кому надо решить какую-то сложную задачу или просто хорошенько подумать, есть смысл поголодать и ускорить мыслительный процесс.

Так же замечу, что голодание надо применять с осторожностью при таких заболеваниях, как язва желудка и 12-перстной кишки, аритмия сердечных сокращений, повышенная свертываемости крови, камни в почках, сахарный диабет 1 типа (ИнсулинЗависимый).

Но, как и каждая вещь в мире, голодание имеет и свою вторую сторону — отрицательную. И эта отрицательная сторона выражается прежде всего в сильном ацидозе.

Во-первых, хочу обратить внимание на один факт.

Дело в том, что аминокислоты (белки) совершенно не предназначены для питания организма глюкозой. Да, глюкоза, конечно, получается при расщеплении этих аминокислот, но помимо глюкозы, которая идет на срочные нужды организма, остаются еще азот и сера, которые организму тоже нужно теперь как-то выводить. Вот эти азот и сера и выводится в виде мочевины, сероводорода и прочих «откуда ни возьмись свалившихся» шлаков и токсинов. Именно поэтому от голодающего человека исходят неприятные запахи, именно поэтому болит голова и возникают другие признаки отравления.

Но в организме начинают интенсивно использоваться и жиры. Происходит интенсивный выход жирных кислот из жировых депо организма и активное их расщепление. В норме жир в организме полностью окисляется, давая в конечном итоге воду, углекислый газ и энергию. При голодании полного окисления не наступает, образуются кислые продукты распада. Эти продукты, возникающие в результате неполного сгорания жира в процессе обмена в организме, носят название кетоновых тел (ацетоновых тел).

При голодании уровень глюкозы в крови понижен, глюкозы в крови мало, соответственно этому, неизбежно понижается и уровень инсулина в крови, продуцируемого Б-клетками поджелудочной железы.

Еще раз замечу эту важную особенность голодания — мало инсулина в крови. Дефицит инсулина в крови при голодании приводит к неполному сгоранию в клетках резервного жира. В организме образуется избыток кетоновых тел, многие из этих веществ кислые по своей природе, поэтому при недостатке инсулина наступает острый ацидоз.

Ацидоз проявляется запахом ацетона в выдыхаемом человеком воздухе и моче.

Это и есть дыхание с ацетоно-аммиачным запахом, это и есть моча с тем же запахом и кетоновыми телами и продуктами распада белков в ней.

Почему я об этом пишу. Да просто надо знать, что в эти дни нужно будет поберечься и, лучше всего не планировать встречи с людьми, тренировки или работу.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

источник

НазваниеДополнительный список 2006 год
АнкорОтветы на экзаменационные задачи по Биохимии (и.
Дата16.09.2017
Размер7.72 Mb.
Формат файла
Имя файлаОтветы на экзаменационные задачи по Биохимии (и. doc
ТипДокументы
#16022
страница6 из 7
Каталогalisainwonderland
С этим файлом связано 54 файл(ов). Среди них: Epidemiologia_TsT.pdf, Тестовая книжка с ответами по Акушерству.docx, Ответы на экзаменационные задачи (3).doc и ещё 44 файл(а).
Показать все связанные файлы
№ 56 Животные длительное время получали только белковую пищу; снижение концентрации глюкозы в крови при этом не отмечалось. Объясните результаты опыта. Для этого:

а) Напишите схему процесса, поддерживающего уровень глюкозы в крови при углеводном голодании;

б) Объясните происхождение и образование субстратов для этого процесса при таком рационе;

в) Укажите, как и почему изменится содержание мочевины в крови и моче этих животных.
а)

в) Усилится распад аминокислот, а следовательно будет положительный азотистый баланс, концентрация мочевины увеличится.

№ 57 При наследственном заболевании аргининосукцинатурии суточная экскреция аргининосукцината почками достигает 3 г (в норме отсутствует). Укажите возможную причину и проявления этого заболевания. Для этого:

а) Напишите схему процесса, активность которого снижена при этом заболевании;

б) На схеме укажите место ферментного блока;

в) Объясните, почему состояние больного улучшается при назначении малобелковой диеты и препаратов, содержащих бензоат, фенилацетат и глутамат.
а) Орнитиновый цикл

в) Лечение больных с различными дефектами орнитинового цикла в основном направлено на снижение концентрации аммиака в крови за счёт малобелковой диеты, введения кетоаналогов ами­нокислот в рацион и стимуляцию выведения аммиака в обход нарушенных реакций:

• путём связывания и выведения NH3 в со­ставе фенилацетилглутамина и гиппуровой кислоты;

• повышением концентрации промежуточных метаболитов цикла (аргинина, цитруллина, глутамата), образующихся вне блокируемых реакций.

Вводимый больным с дефектом карбамоил-фосфатсинтетазы I в качестве пищевой добавки фенилацетат в результате его конъюгации с глутамином образует фенил ацетил глутамин, кото­рый экскретируется почками. Состояние боль­ных при этом улучшается, так как происходит активация синтеза глутамина и снижение кон­центрации аммиака в крови.

Аналогичное действие оказывает введение бен-зоата, который связывает молекулу глицина. Об­разующаяся гиппуровая кислота выводится с мо­чой. В составе гиппурата происходит выделение азота из организма. Недостаток гли­цина компенсируется либо путём синтеза его из серина, либо за счёт образования из NH3 и СО2 в реакции, катализируемой глицинсинтетазой. При этом образование глицина сопровождается свя­зыванием одной молекулы аммиака.

№ 58 Подагра является распространенным заболеванием, особенно среди пожилых людей. Объясните возможные причины подагры и симптомы заболевания. При ответе:

а) Напишите схему метаболических путей, изменение скорости которых может привести к подагре;

б) Укажите, возможные способы лечения и профилактики.
Подагра – заболевание, при котором кристаллы мочевой кислоты и уратов откладываются в суставных хрящах, синовиальной оболчке, подкожной клетчатке с образованием подагрических узлов (тофусов)

Признаки – повторяющиеся приступы острого воспаления сустаовов (чаще мелких) – острый подагрический артрит.

Причины – Подагра является результатом дефекта ФРДФ-синтетазы за счёт её суперактивации (увеличение максимальной скорости, уменьшение устойчивости к регуляции по механизму отрицательной обратной связи или низкой константе Михаэлиса (Km) для рибозо-5-фосфата или частичной недостаточности гипоксантингуанинфосфорибозилтрансферазы)

а)

б) Лечение аллопуринолом – ингибировании ксантиноксидазы, следовательно остановка катаболизма пуринов.

Синтез пуриновых нуклеотидов

Профилактика: Первичная профилактика подагры заключается в соблюдении режима питания, запрещении употребления алкоголя, предупреждении ожирения. Вторичная профилактика предусматривает раннее выявление и лечение подагры, борьбу с внесуставными проявлениями заболевания, особенно с нефропатиями.

№ 59 Больного беспокоит тошнота, повторяющаяся рвота, головокружение, судороги. При обследовании отмечено повышенное содержание аммиака и оротата в моче. Предположите возможную причину заболевания больного. Ответ поясните схемой соответствующего процесса, нарушение которого привело к появлению перечисленных симптомов.
Причина заболевания – оротацидурия.

Оротацидурия – единственное нарушение синтеза пиримидинов de novo. Оно вызвано снижением активности УМФ-синтазы, которая катализирует образование и декарбоксилирование ОМФ.

При полном отсутствии активности этого фермента жизнь плода в эмбриогенезе невозможна.

№ 60 Больной с предполагаемым диагнозом подагра страдает от сильных болей в первом плюснефаланговом суставе левой ноги, встать на ногу не может. Пораженный сустав горячий, отечный и покрасневший. При лабораторном исследовании была подтверждена гиперурикемия. Какой препарат можно рекомендовать больному для снижения уровня уратов в крови? Для ответа на вопрос:

а) Перечислите причины гиперурикемии;

б) Представьте схему образования мочевой кислоты;

в) Расскажите о механизме действия названного препарата.
а) Препарат – аллопуринол.

Причины – 1. Избыточно синтезированные нуклеотиды подвергаются катаболизму, что приводит к усиленному образованию мочевой кислоты. При этом нарушается регуляция синтеза пуринов по механизму отрицательной обратной связи. 2. Снижение активности «путей спасения» пуринов (аденин, гуанин и гипоксантин не используются повторно, а следовательно образуется мочевая кислота).

б)

в) Лечение аллопуринолом – ингибировании ксантиноксидазы, следовательно остановка катаболизма пуринов.

№ 61 Туристы заблудились в тайге и голодали в течение недели. При обследовании в больнице, оказалось, что уровень глюкозы в крови у всех был на нижней границе нормы, а концентрация кетоновых тел повышена. Объясните механизм активации и значение синтеза кетоновых тел при длительном голодании. Для этого:

а) Укажите, концентрация каких гормонов повышена в крови туристов;

б) Напишите схемы метаболических путей, которые ускоряют эти гормоны в жировой ткани и печени, обеспечивающие синтез кетоновых тел исходным субстратом.
а) Глюкагон, кортизол

б) Действие глюкагона на жировую клетку

β-окисление жирных кислот в печени

Только при длительном голодании Ацетил-КоА используется для синтеза кетоновых тел, а не идёт в ЦТК

Глюконеогенез Синтез кетоновых тел

№ 62 У людей, длительно болеющих инсулинозависимым сахарным диабетом, уменьшается масса депонированного жира и развивается кетонемия. Почему это происходит? Для ответа на вопрос:

а) Укажите, как изменяется гормональный статус у таких больных;

б) Напишите процесс, активация которого приводит к уменьшению массы депонированного жира, и объясните механизм регуляции этого процесса гормоном;

в) Напишите схему процесса, активация которого приводит к кетонемии.
а) Снижается инсулин-глюкагоновый индекс

б) Действие глюкагона на жировую клетку

β-окисление жирных кислот в печени

в) К кетонемии приводит увеличение катаболизма жиров и синтеза кетоновых тел.

№ 63 Снижение чувствительности клеток-мишеней к действию инсулина приводит к гипергликемии, Каковы механизмы развития гипергликемии у таких больных? При ответе:

а) Представьте схему строения инсулинового рецептора и передаче сигнала инсулина внутрь клеток;

б) Укажите эффекты инсулина в различных тканях;

в) Объясните, как изменится метаболизм в органах-мишенях при снижении чувствительности клеток к инсулину.
У таких больных происходит нарушение толерантности клеток-мишеней к глюкозе.

Схема строения инсулинового рецептора

б) В печени: 1. Индуцирует синтез глюкокиназы. 2. Индуцирует синтез ферментов гликолиза (фосфофруктокиназы, пируваткиназы). 3. Снижается концентрация цАМФ в результате активации фосфодиэстеразы. 4. Активируются фосфатазы, дефосфорилирующие гликогенсинтазу, а следовательно активируется синтаза гликогена и происходит торможение гликогенолиза. 5. Стимулируется синтез жиров (получение Ацетил-КоА, α-глицерофосфата NADH глюкозы). 6. Стимулируется синтез жирных кислот (и накопление их в адипоцитах)

В мышцах: 1. Активация ГЛЮТ-4 (поступление глюкозы в клетку). 2. Активация гексокиназы-II. 3. Уменьшение цАМФ. 4. Стимуляция потребления аминокислот, синтез белков.

Другие эффекты: 1. Синтез ДНК. 2. Рост клеток. 3. Синтез РНК

в) При сахарном диабете: 1. Глюкоза не депонируется в качестве гликогена. 2. В адипоцитах уменьшается скорость синтеза и депонирования жиров. 3. Ускоряется катаболизм жиров, а следовательно увеличивается концентрация жирны кислот в крови, а следовательно печень окисляет их до Ацетил-КоА, а следовательно образуются ацетоуксусная кислота и β-гидроксибутират, что приводит к кетонемии. 4. ГЛЮТ-4 не перемещается из цитозоля в мембрану (в мышечных клетках и адипоцитах), а следовательно глюкоза не проходит в клетки. 5. Усиливается катаболизм белков, образующиеся аминокислоты подвергаются дезаминированию в печени, безазотистые остатки включаются в глюконеогенез, а оставшийся аммиак включается в орнитиновый цикл, наступают азотемия, азотурия.

№ 64 У людей, длительно болеющих сахарным диабетом, ухудшается снабжение тканей кислородом, развивается ацидоз. Повышение концентрации каких соединений вызывает отклонение рН крови от нормы? Для ответа на вопрос:

а) Назовите эти соединения;

б) Напишите схемы метаболических путей, повышение активности которых приведет к ацидозу;

в) Объясните, причины повышения активности этих процессов у больных сахарным диабетом.
а) Кетоновые тела (они являются низкомолекулярными кислотами, диссоциирующими при отклонении pH крови, поэтому их накопление приводит к развитию ацидоза)

б) β-окисление жирных кислот в печени

в) Инсулин-глюкагоновый индикс низкий, следовательно ТАГ-липаза в активном состоянии.

Причины Сахарного диабета I типа: Разрушение β-клеток поджелудочной железы в результате аутоиммунных реакций, провоцирующие цитотропными вирусами, например, оспа, краснуха.

Причины Сахарного диабета II типа – нарушение секреции инсулина, нарушение превращения проинсулина в инсулин, повышение скорости катаболизма инсулина, повреждение механизмов передачи инсулинового сигнала, образование антител к рецепторам инсулина, генетический дефект пострецепторного аппарата иинсулинзависимых тканей, нарушение регуляции секреции инсулина.

При сахарном диабете: 1. Глюкоза не депонируется в качестве гликогена. 2. В адипоцитах уменьшается скорость синтеза и депонирования жиров. 3. Ускоряется катаболизм жиров, а следовательно увеличивается концентрация жирны кислот в крови, а следовательно печень окисляет их до Ацетил-КоА, а следовательно образуются ацетоуксусная кислота и β-гидроксибутират, что приводит к кетонемии. 4. ГЛЮТ-4 не перемещается из цитозоля в мембрану (в мышечных клетках и адипоцитах), а следовательно глюкоза не проходит в клетки. 5. Усиливается катаболизм белков, образующиеся аминокислоты подвергаются дезаминированию в печени, безазотистые остатки включаются в глюконеогенез, а оставшийся аммиак включается в орнитиновый цикл, наступают азотемия, азотурия.

№ 65 У больного обнаружен стероидный диабет. Какие биохимические показатели крови изменяются при этом заболевании. Для ответа на вопрос:

а) Опишите механизм действия кортизола и изменения метаболизма в тканях-мишенях при гиперпродукции гормона;

в) Объясните, почему для выявления первичной причины гиперкортицизма используют тесты с применением высоких доз синтетического глюкокортикоида дексаметазона.
а) Кортизол стимулирует синтез глюкозы в печени, усиливая глюконеогенез и увеличивая скорость освобождения аминокислот, стимулирует распад жиров, белков и аминокислот, стимулирует синтез гликогена в печени, нарушая его при стероидном диабете, и тормозит потребление глюкозы периферическими тканями.

Избыточное количество кортизола стимулирует липолиз в конечностях и липогенез в других частях тела.

В мышцах уменьшается скорость транскрипции мРНК, кодирующих мышечные белки и уменьшается скорость синтеза белков.

В печени гормон Rc взаимодействует с регуляторным участком ДНК – энхансером, который кодирует ферменты глюконеогенеза и орнитинового цикла.

При гиперпродукции кортизола увеличивается глюконеогенез и синтез гликогена, может начаться гипернатриемия, гипертензия, гипокалиемия.

б) Глюконеогенез (снизу-вверх) Синтез гликогена

источник

НазваниеДополнительный список 2006 год
АнкорОтветы на экзаменационные задачи по Биохимии (и.
Дата21.09.2017
Размер7.72 Mb.
Формат файла
Имя файлаОтветы на экзаменационные задачи по Биохимии (и. doc
ТипДокументы
#3495
страница6 из 7
Каталог

источник

Одним из интегральных показателей внутренней среды, отражающим обмен в организме углеводов, белков и жиров, является концентрация в крови глюкозы. Она является не только источником энергии для синтеза жиров и белков, но и субстратом для их синтеза. В печени происходит новообразование углеводов из жирных кислот и аминокислот.

Нормальное функционирование клеток нервной системы, поперечнополосатых и гладких мышц, для которых глюкоза является важнейшим энергосубстратом, возможно при условии, что приток к ним глюкозы обеспечит их энергетические потребности. Это достигается при содержании в литре крови у человека в среднем 1 г (0,8—1,2 г) глюкозы (рис. 12.2). Из схемы на этом рисунке следует, что при нормальном уровне содержания глюкозы в крови происходит образование гликогена в печени и мышцах, синтез жиров, ее потребление клетками мозга, мышцами и другими тканями. В условиях гипергликемии избыточное количество глюкозы удаляется из крови через почки, увеличивается синтез гликогена. При гипогликемии усиливается гликогенолиз под влиянием адреналина и глюкагона.

Сдвиги в концентрации глюкозы в крови от «заданного» (константного) значения воспринимаются глюкорецепторами гипоталамуса, который реализует свои регулирующие влияния на клетки через симпатический и парасимпатические отделы вегетативной нервной системы. Эти влияния обусловливают срочное повышение или снижение выработки инсулина, глюкагона и адреналина эндокринным аппаратом поджелудочной железы и надпочечников. Более медленный эффект гипоталамических влияний осуществляется через гормоны гипофиза. Для поддержания константного уровня концентрации глюкозы существует и более короткая петля обратной связи — влияние глюкозы, циркулирующей в крови, непосредственно на бета-клетки островков Лангерганса поджелудочной железы, вырабатывающих гормон инсулин.

При снижении содержания глюкозы в литре крови до уровня менее 0,5 г, вызванном голоданием, передозировкой инсулина, имеет место недостаточность снабжения энергией клеток мозга. Нарушение их функций проявляется учащением сердцебиения, слабостью и тремором мышц, головокружением, усилением потоотделения, ощущением голода. При дальнейшем снижении концентрации глюкозы в крови указанное состояние, именуемое гипогликемией, может перейти в гипогликемическую кому, характеризующуюся угнетением функций мозга вплоть до потери сознания. Введение в кровь глюкозы, прием сахарозы, инъекция глюкагона предупреждают или ослабляют эти проявления гипогликемии. Кратковременное повышение уровня глюкозы в крови (гипергликемия) не представляет угрозы для здоровья человека.

В крови организма человека обычно содержится около 5 г глюкозы. При среднесуточном потреблении с пищей взрослым человеком, занимающимся физическим трудом, 430 г углеводов в условиях относительного покоя, тканями ежеминутно потребляется около 0,3 г глюкозы. При этом запасов глюкозы в циркулирующей крови достаточно для питания тканей на 3—5 мин и без ее восполнения неминуема гипогликемия. Потребление глюкозы возрастает при физической и психоэмоциональной нагрузках. Так как периодический (несколько раз в день) прием углеводов с пищей не обеспечивает постоянного и равномерного притока глюкозы из кишечника в кровь, в организме существуют механизмы, восполняющие убыль глюкозы из крови в количествах, эквивалентных ее потреблению тканями. При достаточном уровне концентрации глюкозы в крови она частично превращается в запасаемую форму — гликоген. При уровне более 1,8 г в литре крови происходит выведение ее из организма с мочой.

Избыток глюкозы, поступившей из кишечника в кровь воротной вены, поглощается гепатоцитами. При повышении в них концентрации глюкозы активируются ферменты углеводного обмена печени, превращающие глюкозу в гликоген. В ответ на повышение уровня сахара в крови, протекающей через поджелудочную железу, возрастает секреторная активность бета-клеток островков Лангерганса. В кровь выделяется большее количество инсулина — единственного гормона, обладающего резким понижающим концентрацию сахара в крови действием. Под влиянием инсулина повышается проницаемость для глюкозы плазматических мембран клеток мышечной и жировой тканей. Инсулин активирует в печени и мышцах процессы превращения глюкозы в гликоген, улучшает ее поглощение и усвоение скелетными, гладкими и сердечной мышцами. Под влиянием инсулина в клетках жировой ткани из глюкозы синтезируются жиры. Одновременно выделяющийся в больших количествах инсулин тормозит распад гликогена печени и глюконеогенез.

Содержание глюкозы в крови оценивается глюкорецепторами переднего гипоталамуса, а также его полисенсорными нейронами. В ответ на повышение уровня глюкозы в крови выше «заданного значения» (>1,2 г/л) возрастает активность нейронов гипоталамуса, которые посредством влияния парасимпатической нервной системы на поджелудочную железу усиливают секрецию инсулина.

При понижении уровня глюкозы в крови уменьшается ее поглощение гепатоцитами. В поджелудочной железе снижается секреторная активность бета-клеток, уменьшается секреция инсулина. Тормозятся процессы превращения глюкозы в гликоген в печени и мышцах, уменьшается поглощение и усвоение глюкозы скелетными и гладкими мышцами, жировыми клетками. При участии этих механизмов замедляется или предотвращается дальнейшее понижение уровня глюкозы в крови, которое могло бы привести к развитию гипогликемии.

При уменьшении концентрации глюкозы в крови имеет место повышение тонуса симпатической нервной системы. Под ее влиянием усиливается секреция в мозговом веществе надпочечников адреналина и норадреналина. Адреналин, стимулируя распад гликогена в печени и мышцах, вызывает повышение концентрации сахара в крови. Норадреналин обладает слабовыраженной способностью повышать уровень глюкозы в крови.

Под влиянием симпатической нервной системы стимулируется выработка альфа-клетками поджелудочной железы глюкагона, который активирует распад гликогена печени, стимулирует глюконеогенез и приводит к повышению уровня глюкозы в крови.

Понижение в крови концентрации глюкозы, являющейся для организма одним из наиболее важных энергетических субстратов, вызывает развитие стресса. В ответ на снижение уровня сахара крови глюкорецепторные нейроны гипоталамуса через рилизинг-гормоны стимулируют секрецию гипофизом в кровь гормона роста и адренокортикотропного гормона.

Под влиянием гормона роста уменьшается проницаемость клеточных мембран для глюкозы, усиливается глюконеогенез, активируется секреция глюкагона, в результате чего уровень сахара в крови увеличивается.

Секретируемые под действием адренокортикотропного гормона в коре надпочечников глюкокортикоиды активируют ферменты глюконеогенеза и этим способствуют увеличению содержания сахара в крови.

Регуляция обмена веществ и энергии в организме находится под контролем нервной системы и ее высших отделов. Об этом свидетельствуют факты условно-рефлекторного изменения интенсивности метаболизма у спортсменов в предстартовом состоянии, у рабочих перед началом выполнения тяжелой физической работы, у водолазов перед их погружением в воду. В этих случаях увеличивается скорость потребления организмом кислорода, возрастает минутный объем дыхания, минутный объем кровотока, усиливается энергообмен.

Развивающееся при снижении в крови содержания глюкозы, свободных жирных кислот, аминокислот чувство голода обусловливает поведенческую реакцию, направленную на поиск и прием пищи и восполнение в организме питательных веществ.

источник

При голодании уровень глюкозы поддерживается преимущественно двумя методами: глюконеогенезом и гликогенолизом.

Гликогенолиз — биохимический процесс расщепления гликогена до глюкозы. Фосфорилаза переводит гликоген в активную форму, гликоген распадается с образование глюкозо-1-фосфата, затем он преобразуется в глюкозо-6-фосфат, а тот в свою очередь в глюкозу.

Глюконеогенез — метаболический путь, приводящий к образованию глюкозы из неуглеводных соединений. Этот путь поддерживает в крови уровень глюкозы, необходимый для работы многих тканей и органов, в первую очередь, нервной ткани и эритроцитов.

Глюконеогенез идет обратными стадиями гликолиза, кроме трех необратимых: превращение пирувата в фосфоенолпируват образование фруктозо-6-фосфата из фруктозо-1,6-бифосфата дефосфорилирование глюкозо-6-фосфата с образованием глюкозы

Когда период голодания затягивается и содержание инсулина падает, глюконеогенез в печени становится единственным источником поддержания эугликемии, поскольку все запасы гликогена в печени уже израсходованы. Одновременно из жировой ткани метаболизируются жирные кислоты для обеспечения источника энергии для мышечной деятельности и доступной глюкозы для центральной нервной системы. Жирные кислоты окисляются в печени с образованием кетоновых тел.

Если голодание продолжается дни и недели, включаются другие гомеостатические механизмы, которые обеспечивают сохранение белковой структуры организма, замедляя глюконеогенез и переключая мозг на утилизацию кетоновых молекул. Сигналом для использования кетонов служит повышение их концентрации в артериальной крови. При длительном голодании наблюдаются крайне низкие концентрации инсулина в крови.

Пентозофосфатный путь служит альтернативным путём окисления глюкозо-6-фосфата. Пентозофосфатный путь состоит из 2 фаз (частей) — окислительной и неокислительной.

В окислительной фазе глюкозо-6-фосфат необратимо окисляется в пентозу — рибулозо-5-фосфат, и образуется восстановленный NADPH. В неокислительной фазе рибулозо-5-фосфат обратимо превращается в рибозо-5-фосфат и метаболиты гликолиза.

Пентозофосфатный путь обеспечивает клетки рибозой для синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов и гидрированным ко-ферментом NADPH, который используется в восстановительных процессах.

Суммарное уравнение пентозофосфатного пути выражается следующим образом:

3 Глюкозо-6-фосфат + 6 NADP+ → 3 СО2 + 6 (NADPH + Н+) + 2 Фруктозо-6-фосфат + Глицеральдегид- 3 -фосфат.

Ферменты пентозофосфатного пути, так же, как и ферменты гликолиза, локализованы в цитозоле. Наиболее активно Пентозофосфатный путь протекает в жировой ткани, печени, коре надпочечников, эритроцитах, молочной железе в период лактации, семенниках.

Пентозофосфатный путь называют также апотомическим путём, так как в его реакциях происходит укорочение углеродной цепи гексозы на один атом, который включается в молекулу СО2.

Биологическое значение: 1. он является главным источником НАДФН для синтеза жирных кислот, холестерола, стероидных гормонов, микросомального окисления; в эритроцитах НАДФН используется для восстановления глутатиона – вещества, препятствующего пероксидному гемолизу;

2. он является главным источником пентоз для синтеза нуклеотидов, нуклеиновых кислот, коферментов (АТФ, НАД, НАДФ, КоА-SН и др.).

источник

Ответы на задачи по Биохимии. 1 При нагревании белков до 70 градусов, большинство из них теряет свою биологическую активность. Объясните, как связана структура белков с их функцией, что происходит с белком при нагревании

№ 56 Животные длительное время получали только белковую пищу; снижение концентрации глюкозы в крови при этом не отмечалось. Объясните результаты опыта. Для этого:

а) Напишите схему процесса, поддерживающего уровень глюкозы в крови при углеводном голодании;

б) Объясните происхождение и образование субстратов для этого процесса при таком рационе;

в) Укажите, как и почему изменится содержание мочевины в крови и моче этих животных.
а)

в) Усилится распад аминокислот, а следовательно будет положительный азотистый баланс, концентрация мочевины увеличится.

№ 57 При наследственном заболевании аргининосукцинатурии суточная экскреция аргининосукцината почками достигает 3 г (в норме отсутствует). Укажите возможную причину и проявления этого заболевания. Для этого:

а) Напишите схему процесса, активность которого снижена при этом заболевании;

б) На схеме укажите место ферментного блока;

в) Объясните, почему состояние больного улучшается при назначении малобелковой диеты и препаратов, содержащих бензоат, фенилацетат и глутамат.
а) Орнитиновый цикл


в) Лечение больных с различными дефектами орнитинового цикла в основном направлено на снижение концентрации аммиака в крови за счёт малобелковой диеты, введения кетоаналогов ами­нокислот в рацион и стимуляцию выведения аммиака в обход нарушенных реакций:

• путём связывания и выведения NH3 в со­ставе фенилацетилглутамина и гиппуровой кислоты;

• повышением концентрации промежуточных метаболитов цикла (аргинина, цитруллина, глутамата), образующихся вне блокируемых реакций.

Вводимый больным с дефектом карбамоил-фосфатсинтетазы I в качестве пищевой добавки фенилацетат в результате его конъюгации с глутамином образует фенил ацетил глутамин, кото­рый экскретируется почками. Состояние боль­ных при этом улучшается, так как происходит активация синтеза глутамина и снижение кон­центрации аммиака в крови.

Аналогичное действие оказывает введение бен-зоата, который связывает молекулу глицина. Об­разующаяся гиппуровая кислота выводится с мо­чой. В составе гиппурата происходит выделение азота из организма. Недостаток гли­цина компенсируется либо путём синтеза его из серина, либо за счёт образования из NH3 и СО2 в реакции, катализируемой глицинсинтетазой. При этом образование глицина сопровождается свя­зыванием одной молекулы аммиака.

№ 58 Подагра является распространенным заболеванием, особенно среди пожилых людей. Объясните возможные причины подагры и симптомы заболевания. При ответе:

а) Напишите схему метаболических путей, изменение скорости которых может привести к подагре;

б) Укажите, возможные способы лечения и профилактики.
Подагра – заболевание, при котором кристаллы мочевой кислоты и уратов откладываются в суставных хрящах, синовиальной оболчке, подкожной клетчатке с образованием подагрических узлов (тофусов)

Признаки – повторяющиеся приступы острого воспаления сустаовов (чаще мелких) – острый подагрический артрит.

Причины – Подагра является результатом дефекта ФРДФ-синтетазы за счёт её суперактивации (увеличение максимальной скорости, уменьшение устойчивости к регуляции по механизму отрицательной обратной связи или низкой константе Михаэлиса (Km) для рибозо-5-фосфата или частичной недостаточности гипоксантингуанинфосфорибозилтрансферазы)

а)

б) Лечение аллопуринолом – ингибировании ксантиноксидазы, следовательно остановка катаболизма пуринов.

Синтез пуриновых нуклеотидов

Профилактика: Первичная профилактика подагры заключается в соблюдении режима питания, запрещении употребления алкоголя, предупреждении ожирения. Вторичная профилактика предусматривает раннее выявление и лечение подагры, борьбу с внесуставными проявлениями заболевания, особенно с нефропатиями.

№ 59 Больного беспокоит тошнота, повторяющаяся рвота, головокружение, судороги. При обследовании отмечено повышенное содержание аммиака и оротата в моче. Предположите возможную причину заболевания больного. Ответ поясните схемой соответствующего процесса, нарушение которого привело к появлению перечисленных симптомов.
Причина заболевания – оротацидурия.

Оротацидурия – единственное нарушение синтеза пиримидинов de novo. Оно вызвано снижением активности УМФ-синтазы, которая катализирует образование и декарбоксилирование ОМФ.

При полном отсутствии активности этого фермента жизнь плода в эмбриогенезе невозможна.

№ 60 Больной с предполагаемым диагнозом подагра страдает от сильных болей в первом плюснефаланговом суставе левой ноги, встать на ногу не может. Пораженный сустав горячий, отечный и покрасневший. При лабораторном исследовании была подтверждена гиперурикемия. Какой препарат можно рекомендовать больному для снижения уровня уратов в крови? Для ответа на вопрос:

а) Перечислите причины гиперурикемии;

б) Представьте схему образования мочевой кислоты;

в) Расскажите о механизме действия названного препарата.
а) Препарат – аллопуринол.

Причины – 1. Избыточно синтезированные нуклеотиды подвергаются катаболизму, что приводит к усиленному образованию мочевой кислоты. При этом нарушается регуляция синтеза пуринов по механизму отрицательной обратной связи. 2. Снижение активности «путей спасения» пуринов (аденин, гуанин и гипоксантин не используются повторно, а следовательно образуется мочевая кислота).

б)

в) Лечение аллопуринолом – ингибировании ксантиноксидазы, следовательно остановка катаболизма пуринов.

№ 61 Туристы заблудились в тайге и голодали в течение недели. При обследовании в больнице, оказалось, что уровень глюкозы в крови у всех был на нижней границе нормы, а концентрация кетоновых тел повышена. Объясните механизм активации и значение синтеза кетоновых тел при длительном голодании. Для этого:

а) Укажите, концентрация каких гормонов повышена в крови туристов;

б) Напишите схемы метаболических путей, которые ускоряют эти гормоны в жировой ткани и печени, обеспечивающие синтез кетоновых тел исходным субстратом.
а) Глюкагон, кортизол

б) Действие глюкагона на жировую клетку

β-окисление жирных кислот в печени

Только при длительном голодании Ацетил-КоА используется для синтеза кетоновых тел, а не идёт в ЦТК

Глюконеогенез Синтез кетоновых тел

№ 62 У людей, длительно болеющих инсулинозависимым сахарным диабетом, уменьшается масса депонированного жира и развивается кетонемия. Почему это происходит? Для ответа на вопрос:

а) Укажите, как изменяется гормональный статус у таких больных;

б) Напишите процесс, активация которого приводит к уменьшению массы депонированного жира, и объясните механизм регуляции этого процесса гормоном;

в) Напишите схему процесса, активация которого приводит к кетонемии.
а) Снижается инсулин-глюкагоновый индекс

б) Действие глюкагона на жировую клетку

β-окисление жирных кислот в печени


в) К кетонемии приводит увеличение катаболизма жиров и синтеза кетоновых тел.

№ 63 Снижение чувствительности клеток-мишеней к действию инсулина приводит к гипергликемии, Каковы механизмы развития гипергликемии у таких больных? При ответе:

а) Представьте схему строения инсулинового рецептора и передаче сигнала инсулина внутрь клеток;

б) Укажите эффекты инсулина в различных тканях;

в) Объясните, как изменится метаболизм в органах-мишенях при снижении чувствительности клеток к инсулину.
У таких больных происходит нарушение толерантности клеток-мишеней к глюкозе.

Схема строения инсулинового рецептора

б) В печени: 1. Индуцирует синтез глюкокиназы. 2. Индуцирует синтез ферментов гликолиза (фосфофруктокиназы, пируваткиназы). 3. Снижается концентрация цАМФ в результате активации фосфодиэстеразы. 4. Активируются фосфатазы, дефосфорилирующие гликогенсинтазу, а следовательно активируется синтаза гликогена и происходит торможение гликогенолиза. 5. Стимулируется синтез жиров (получение Ацетил-КоА, α-глицерофосфата NADH глюкозы). 6. Стимулируется синтез жирных кислот (и накопление их в адипоцитах)

В мышцах: 1. Активация ГЛЮТ-4 (поступление глюкозы в клетку). 2. Активация гексокиназы-II. 3. Уменьшение цАМФ. 4. Стимуляция потребления аминокислот, синтез белков.

Другие эффекты: 1. Синтез ДНК. 2. Рост клеток. 3. Синтез РНК

в) При сахарном диабете: 1. Глюкоза не депонируется в качестве гликогена. 2. В адипоцитах уменьшается скорость синтеза и депонирования жиров. 3. Ускоряется катаболизм жиров, а следовательно увеличивается концентрация жирны кислот в крови, а следовательно печень окисляет их до Ацетил-КоА, а следовательно образуются ацетоуксусная кислота и β-гидроксибутират, что приводит к кетонемии. 4. ГЛЮТ-4 не перемещается из цитозоля в мембрану (в мышечных клетках и адипоцитах), а следовательно глюкоза не проходит в клетки. 5. Усиливается катаболизм белков, образующиеся аминокислоты подвергаются дезаминированию в печени, безазотистые остатки включаются в глюконеогенез, а оставшийся аммиак включается в орнитиновый цикл, наступают азотемия, азотурия.

№ 64 У людей, длительно болеющих сахарным диабетом, ухудшается снабжение тканей кислородом, развивается ацидоз. Повышение концентрации каких соединений вызывает отклонение рН крови от нормы? Для ответа на вопрос:

а) Назовите эти соединения;

б) Напишите схемы метаболических путей, повышение активности которых приведет к ацидозу;

в) Объясните, причины повышения активности этих процессов у больных сахарным диабетом.
а) Кетоновые тела (они являются низкомолекулярными кислотами, диссоциирующими при отклонении pH крови, поэтому их накопление приводит к развитию ацидоза)

б) β-окисление жирных кислот в печени

в) Инсулин-глюкагоновый индикс низкий, следовательно ТАГ-липаза в активном состоянии.

Причины Сахарного диабета I типа: Разрушение β-клеток поджелудочной железы в результате аутоиммунных реакций, провоцирующие цитотропными вирусами, например, оспа, краснуха.

Причины Сахарного диабета II типа – нарушение секреции инсулина, нарушение превращения проинсулина в инсулин, повышение скорости катаболизма инсулина, повреждение механизмов передачи инсулинового сигнала, образование антител к рецепторам инсулина, генетический дефект пострецепторного аппарата иинсулинзависимых тканей, нарушение регуляции секреции инсулина.

При сахарном диабете: 1. Глюкоза не депонируется в качестве гликогена. 2. В адипоцитах уменьшается скорость синтеза и депонирования жиров. 3. Ускоряется катаболизм жиров, а следовательно увеличивается концентрация жирны кислот в крови, а следовательно печень окисляет их до Ацетил-КоА, а следовательно образуются ацетоуксусная кислота и β-гидроксибутират, что приводит к кетонемии. 4. ГЛЮТ-4 не перемещается из цитозоля в мембрану (в мышечных клетках и адипоцитах), а следовательно глюкоза не проходит в клетки. 5. Усиливается катаболизм белков, образующиеся аминокислоты подвергаются дезаминированию в печени, безазотистые остатки включаются в глюконеогенез, а оставшийся аммиак включается в орнитиновый цикл, наступают азотемия, азотурия.

№ 65 У больного обнаружен стероидный диабет. Какие биохимические показатели крови изменяются при этом заболевании. Для ответа на вопрос:

а) Опишите механизм действия кортизола и изменения метаболизма в тканях-мишенях при гиперпродукции гормона;

в) Объясните, почему для выявления первичной причины гиперкортицизма используют тесты с применением высоких доз синтетического глюкокортикоида дексаметазона.
а) Кортизол стимулирует синтез глюкозы в печени, усиливая глюконеогенез и увеличивая скорость освобождения аминокислот, стимулирует распад жиров, белков и аминокислот, стимулирует синтез гликогена в печени, нарушая его при стероидном диабете, и тормозит потребление глюкозы периферическими тканями.

Избыточное количество кортизола стимулирует липолиз в конечностях и липогенез в других частях тела.

В мышцах уменьшается скорость транскрипции мРНК, кодирующих мышечные белки и уменьшается скорость синтеза белков.

В печени гормон Rc взаимодействует с регуляторным участком ДНК – энхансером, который кодирует ферменты глюконеогенеза и орнитинового цикла.

При гиперпродукции кортизола увеличивается глюконеогенез и синтез гликогена, может начаться гипернатриемия, гипертензия, гипокалиемия.

б) Глюконеогенез (снизу-вверх) Синтез гликогена

в) Дексаметазон – структурный аналог кортизола. Он подавляет секрецию АКТГ по механизму отрицательной обратной связи. Для болезни Иценко-Кушинга характерно снижение концентрации кортизола после применения дексаметазона более чем на 50 %. Отсутствие реакции на введение дексаметазона может указывать на наличие опухоли надпочечников или внегипофизарной секреции АКТГ.

№ 66 У больной отмечается избыточное отложение жира в области шеи, туловища, живота, «лунообразное» лицо. Кожа тонкая и сухая. Если заболевание (синдром Иценко-Кушинга) обусловлено гормонпродуцирующей опухолью коры надпочечников, какой уровень кортизола и АКТГ в крови можно ожидать у такой больной? Как изменится концентрация глюкозы в крови в этом случае? Ответ поясните соответствующими схемами.
Уровень кортизола высокий, уровень АКТГ низкий. Уровень глюкозы увеличится (наблюдается гипергликемия), вследствие стимуляции глюконеогенеза. Надо отметить, что кортизол разрушает мыщцы, таким образом получают субстрат для глюконеогенеза.
Название1 При нагревании белков до 70 градусов, большинство из них теряет свою биологическую активность. Объясните, как связана структура белков с их функцией, что происходит с белком при нагревании
АнкорОтветы на задачи по Биохимии
Дата03.10.2017
Размер7.65 Mb.
Формат файла
Имя файлаОтветы на задачи по Биохимии.doc
ТипДокументы
#18425
страница6 из 7
Каталог

источник

© 2024 Печень и почки
№ 56 Животные длительное время получали только белковую пищу; снижение концентрации глюкозы в крови при этом не отмечалось. Объясните результаты опыта. Для этого:

а) Напишите схему процесса, поддерживающего уровень глюкозы в крови при углеводном голодании;

б) Объясните происхождение и образование субстратов для этого процесса при таком рационе;

в) Укажите, как и почему изменится содержание мочевины в крови и моче этих животных.
а)

в) Усилится распад аминокислот, а следовательно будет положительный азотистый баланс, концентрация мочевины увеличится.

№ 57 При наследственном заболевании аргининосукцинатурии суточная экскреция аргининосукцината почками достигает 3 г (в норме отсутствует). Укажите возможную причину и проявления этого заболевания. Для этого:

а) Напишите схему процесса, активность которого снижена при этом заболевании;

б) На схеме укажите место ферментного блока;

в) Объясните, почему состояние больного улучшается при назначении малобелковой диеты и препаратов, содержащих бензоат, фенилацетат и глутамат.
а) Орнитиновый цикл


в) Лечение больных с различными дефектами орнитинового цикла в основном направлено на снижение концентрации аммиака в крови за счёт малобелковой диеты, введения кетоаналогов ами­нокислот в рацион и стимуляцию выведения аммиака в обход нарушенных реакций:

• путём связывания и выведения NH3 в со­ставе фенилацетилглутамина и гиппуровой кислоты;

• повышением концентрации промежуточных метаболитов цикла (аргинина, цитруллина, глутамата), образующихся вне блокируемых реакций.

Вводимый больным с дефектом карбамоил-фосфатсинтетазы I в качестве пищевой добавки фенилацетат в результате его конъюгации с глутамином образует фенил ацетил глутамин, кото­рый экскретируется почками. Состояние боль­ных при этом улучшается, так как происходит активация синтеза глутамина и снижение кон­центрации аммиака в крови.

Аналогичное действие оказывает введение бен-зоата, который связывает молекулу глицина. Об­разующаяся гиппуровая кислота выводится с мо­чой. В составе гиппурата происходит выделение азота из организма. Недостаток гли­цина компенсируется либо путём синтеза его из серина, либо за счёт образования из NH3 и СО2 в реакции, катализируемой глицинсинтетазой. При этом образование глицина сопровождается свя­зыванием одной молекулы аммиака.

№ 58 Подагра является распространенным заболеванием, особенно среди пожилых людей. Объясните возможные причины подагры и симптомы заболевания. При ответе:

а) Напишите схему метаболических путей, изменение скорости которых может привести к подагре;

б) Укажите, возможные способы лечения и профилактики.
Подагра – заболевание, при котором кристаллы мочевой кислоты и уратов откладываются в суставных хрящах, синовиальной оболчке, подкожной клетчатке с образованием подагрических узлов (тофусов)

Признаки – повторяющиеся приступы острого воспаления сустаовов (чаще мелких) – острый подагрический артрит.

Причины – Подагра является результатом дефекта ФРДФ-синтетазы за счёт её суперактивации (увеличение максимальной скорости, уменьшение устойчивости к регуляции по механизму отрицательной обратной связи или низкой константе Михаэлиса (Km) для рибозо-5-фосфата или частичной недостаточности гипоксантингуанинфосфорибозилтрансферазы)

а)

б) Лечение аллопуринолом – ингибировании ксантиноксидазы, следовательно остановка катаболизма пуринов.

Синтез пуриновых нуклеотидов

Профилактика: Первичная профилактика подагры заключается в соблюдении режима питания, запрещении употребления алкоголя, предупреждении ожирения. Вторичная профилактика предусматривает раннее выявление и лечение подагры, борьбу с внесуставными проявлениями заболевания, особенно с нефропатиями.

№ 59 Больного беспокоит тошнота, повторяющаяся рвота, головокружение, судороги. При обследовании отмечено повышенное содержание аммиака и оротата в моче. Предположите возможную причину заболевания больного. Ответ поясните схемой соответствующего процесса, нарушение которого привело к появлению перечисленных симптомов.
Причина заболевания – оротацидурия.

Оротацидурия – единственное нарушение синтеза пиримидинов de novo. Оно вызвано снижением активности УМФ-синтазы, которая катализирует образование и декарбоксилирование ОМФ.

При полном отсутствии активности этого фермента жизнь плода в эмбриогенезе невозможна.

№ 60 Больной с предполагаемым диагнозом подагра страдает от сильных болей в первом плюснефаланговом суставе левой ноги, встать на ногу не может. Пораженный сустав горячий, отечный и покрасневший. При лабораторном исследовании была подтверждена гиперурикемия. Какой препарат можно рекомендовать больному для снижения уровня уратов в крови? Для ответа на вопрос:

а) Перечислите причины гиперурикемии;

б) Представьте схему образования мочевой кислоты;

в) Расскажите о механизме действия названного препарата.
а) Препарат – аллопуринол.

Причины – 1. Избыточно синтезированные нуклеотиды подвергаются катаболизму, что приводит к усиленному образованию мочевой кислоты. При этом нарушается регуляция синтеза пуринов по механизму отрицательной обратной связи. 2. Снижение активности «путей спасения» пуринов (аденин, гуанин и гипоксантин не используются повторно, а следовательно образуется мочевая кислота).

б)

в) Лечение аллопуринолом – ингибировании ксантиноксидазы, следовательно остановка катаболизма пуринов.

№ 61 Туристы заблудились в тайге и голодали в течение недели. При обследовании в больнице, оказалось, что уровень глюкозы в крови у всех был на нижней границе нормы, а концентрация кетоновых тел повышена. Объясните механизм активации и значение синтеза кетоновых тел при длительном голодании. Для этого:

а) Укажите, концентрация каких гормонов повышена в крови туристов;

б) Напишите схемы метаболических путей, которые ускоряют эти гормоны в жировой ткани и печени, обеспечивающие синтез кетоновых тел исходным субстратом.
а) Глюкагон, кортизол

б) Действие глюкагона на жировую клетку

β-окисление жирных кислот в печени

Только при длительном голодании Ацетил-КоА используется для синтеза кетоновых тел, а не идёт в ЦТК

Глюконеогенез Синтез кетоновых тел

№ 62 У людей, длительно болеющих инсулинозависимым сахарным диабетом, уменьшается масса депонированного жира и развивается кетонемия. Почему это происходит? Для ответа на вопрос:

а) Укажите, как изменяется гормональный статус у таких больных;

б) Напишите процесс, активация которого приводит к уменьшению массы депонированного жира, и объясните механизм регуляции этого процесса гормоном;

в) Напишите схему процесса, активация которого приводит к кетонемии.
а) Снижается инсулин-глюкагоновый индекс

б) Действие глюкагона на жировую клетку

β-окисление жирных кислот в печени


в) К кетонемии приводит увеличение катаболизма жиров и синтеза кетоновых тел.

№ 63 Снижение чувствительности клеток-мишеней к действию инсулина приводит к гипергликемии, Каковы механизмы развития гипергликемии у таких больных? При ответе:

а) Представьте схему строения инсулинового рецептора и передаче сигнала инсулина внутрь клеток;

б) Укажите эффекты инсулина в различных тканях;

в) Объясните, как изменится метаболизм в органах-мишенях при снижении чувствительности клеток к инсулину.
У таких больных происходит нарушение толерантности клеток-мишеней к глюкозе.

Схема строения инсулинового рецептора

б) В печени: 1. Индуцирует синтез глюкокиназы. 2. Индуцирует синтез ферментов гликолиза (фосфофруктокиназы, пируваткиназы). 3. Снижается концентрация цАМФ в результате активации фосфодиэстеразы. 4. Активируются фосфатазы, дефосфорилирующие гликогенсинтазу, а следовательно активируется синтаза гликогена и происходит торможение гликогенолиза. 5. Стимулируется синтез жиров (получение Ацетил-КоА, α-глицерофосфата NADH глюкозы). 6. Стимулируется синтез жирных кислот (и накопление их в адипоцитах)

В мышцах: 1. Активация ГЛЮТ-4 (поступление глюкозы в клетку). 2. Активация гексокиназы-II. 3. Уменьшение цАМФ. 4. Стимуляция потребления аминокислот, синтез белков.

Другие эффекты: 1. Синтез ДНК. 2. Рост клеток. 3. Синтез РНК

в) При сахарном диабете: 1. Глюкоза не депонируется в качестве гликогена. 2. В адипоцитах уменьшается скорость синтеза и депонирования жиров. 3. Ускоряется катаболизм жиров, а следовательно увеличивается концентрация жирны кислот в крови, а следовательно печень окисляет их до Ацетил-КоА, а следовательно образуются ацетоуксусная кислота и β-гидроксибутират, что приводит к кетонемии. 4. ГЛЮТ-4 не перемещается из цитозоля в мембрану (в мышечных клетках и адипоцитах), а следовательно глюкоза не проходит в клетки. 5. Усиливается катаболизм белков, образующиеся аминокислоты подвергаются дезаминированию в печени, безазотистые остатки включаются в глюконеогенез, а оставшийся аммиак включается в орнитиновый цикл, наступают азотемия, азотурия.

№ 64 У людей, длительно болеющих сахарным диабетом, ухудшается снабжение тканей кислородом, развивается ацидоз. Повышение концентрации каких соединений вызывает отклонение рН крови от нормы? Для ответа на вопрос:

а) Назовите эти соединения;

б) Напишите схемы метаболических путей, повышение активности которых приведет к ацидозу;

в) Объясните, причины повышения активности этих процессов у больных сахарным диабетом.
а) Кетоновые тела (они являются низкомолекулярными кислотами, диссоциирующими при отклонении pH крови, поэтому их накопление приводит к развитию ацидоза)

б) β-окисление жирных кислот в печени

в) Инсулин-глюкагоновый индикс низкий, следовательно ТАГ-липаза в активном состоянии.

Причины Сахарного диабета I типа: Разрушение β-клеток поджелудочной железы в результате аутоиммунных реакций, провоцирующие цитотропными вирусами, например, оспа, краснуха.

Причины Сахарного диабета II типа – нарушение секреции инсулина, нарушение превращения проинсулина в инсулин, повышение скорости катаболизма инсулина, повреждение механизмов передачи инсулинового сигнала, образование антител к рецепторам инсулина, генетический дефект пострецепторного аппарата иинсулинзависимых тканей, нарушение регуляции секреции инсулина.

При сахарном диабете: 1. Глюкоза не депонируется в качестве гликогена. 2. В адипоцитах уменьшается скорость синтеза и депонирования жиров. 3. Ускоряется катаболизм жиров, а следовательно увеличивается концентрация жирны кислот в крови, а следовательно печень окисляет их до Ацетил-КоА, а следовательно образуются ацетоуксусная кислота и β-гидроксибутират, что приводит к кетонемии. 4. ГЛЮТ-4 не перемещается из цитозоля в мембрану (в мышечных клетках и адипоцитах), а следовательно глюкоза не проходит в клетки. 5. Усиливается катаболизм белков, образующиеся аминокислоты подвергаются дезаминированию в печени, безазотистые остатки включаются в глюконеогенез, а оставшийся аммиак включается в орнитиновый цикл, наступают азотемия, азотурия.

№ 65 У больного обнаружен стероидный диабет. Какие биохимические показатели крови изменяются при этом заболевании. Для ответа на вопрос:

а) Опишите механизм действия кортизола и изменения метаболизма в тканях-мишенях при гиперпродукции гормона;

в) Объясните, почему для выявления первичной причины гиперкортицизма используют тесты с применением высоких доз синтетического глюкокортикоида дексаметазона.
а) Кортизол стимулирует синтез глюкозы в печени, усиливая глюконеогенез и увеличивая скорость освобождения аминокислот, стимулирует распад жиров, белков и аминокислот, стимулирует синтез гликогена в печени, нарушая его при стероидном диабете, и тормозит потребление глюкозы периферическими тканями.

Избыточное количество кортизола стимулирует липолиз в конечностях и липогенез в других частях тела.

В мышцах уменьшается скорость транскрипции мРНК, кодирующих мышечные белки и уменьшается скорость синтеза белков.

В печени гормон Rc взаимодействует с регуляторным участком ДНК – энхансером, который кодирует ферменты глюконеогенеза и орнитинового цикла.

При гиперпродукции кортизола увеличивается глюконеогенез и синтез гликогена, может начаться гипернатриемия, гипертензия, гипокалиемия.

б) Глюконеогенез (снизу-вверх) Синтез гликогена

в) Дексаметазон – структурный аналог кортизола. Он подавляет секрецию АКТГ по механизму отрицательной обратной связи. Для болезни Иценко-Кушинга характерно снижение концентрации кортизола после применения дексаметазона более чем на 50 %. Отсутствие реакции на введение дексаметазона может указывать на наличие опухоли надпочечников или внегипофизарной секреции АКТГ.

№ 66 У больной отмечается избыточное отложение жира в области шеи, туловища, живота, «лунообразное» лицо. Кожа тонкая и сухая. Если заболевание (синдром Иценко-Кушинга) обусловлено гормонпродуцирующей опухолью коры надпочечников, какой уровень кортизола и АКТГ в крови можно ожидать у такой больной? Как изменится концентрация глюкозы в крови в этом случае? Ответ поясните соответствующими схемами.
Уровень кортизола высокий, уровень АКТГ низкий. Уровень глюкозы увеличится (наблюдается гипергликемия), вследствие стимуляции глюконеогенеза. Надо отметить, что кортизол разрушает мыщцы, таким образом получают субстрат для глюконеогенеза.