Аэробное окисление углеводов

Дихотомический или непрямой путь распада глюкозы состоит из трех стадий:

- распад глюкозы до пировиноградной кислоты («гликолитическая стадия»)

- окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты;

- цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот);

- при полном окислении 1 молекулы глюкозы синтезируется 38 молекул АТФ.

9. ЦТК имеет и анаболическое значение, т.к. его промежуточные метаболиты могут быть использованы для синтеза заменимых аминокислот (α-кетоглутарат→глу; сукцинат, фумарат→асп; сукцинил-КоА используется для синтеза гема.

10. Для восполнения израсходованных метаболитов существуют анаплеротические реакции их синтеза (ЩУК из пирувата, α-кетоглутарат из глу; фумарат←асп).

11. Регуляция общего пути катаболизма зависит от соотношения АДФ/АТФ и НАДН/НАД⁺, когда повышается скорость окислительного декарбоксилирования ПВК и ускорение окисления восстановленных эквивалентов в ЦПЭ. Таким образом дыхательный контроль играет важную роль в обеспечении клетки энергией.

12. Гипоэнергетические состояния – результат нарушения процессов использования кислорода: 1) действие ингибиторов и разобщителей в ЦПЭ; 2) железодефицитные анемии; 3) снижение уровня Нв; 4) наследственные дефекты ферментов ЦПЭ и цитратного цикла.

13. Альтернативный путь окисления глюкозо-6-фосфата – пентозофосфатный путь состоит из 2-х фаз – окислительной и неокислительной. И помимо энергетического значения (эритроциты на 10% обеспечивают себя молекулами АТФ), накапливают восстановленные эквиваленты в виде НАДФН+Н⁺, которые используются для синтеза жирных кислот и холестерина. Жирные кислоты, окисляясь, являются источником для синтеза АТФ.

14. В I-й стадии образуются 2НАДФН+Н⁺ и образуется СО₂ и пентоза – рибулозо -5 фосфат, используемый для синтеза рибозы и дезоксирибозы.

Пентозный цикл

I –cтадия – образование из 6 гексоз (глюкоз) → 6 пентоз

15. Процесс имеет циклический характер, т.к. при образовании 6СО₂ образуется 6 пентоз, превращающихся в неокислительной (II фазе) в 5 молекул гексоз.

16. НАДФН+Н⁺ предотвращает гемолиз эритроцитов, восстанавливая затраченный глутатион в ликвидации Н₂О₂, могущей привести к нарушению мембран эритроцитов.

17. При генетическом дефекте глюкозо6-фосфатдегидрогеназы (дефектный ген особенно распространен в окружении Средиземного моря), количество НАДФН+Н⁺ уменьшается, ухудшается регенерация окислительного глутатиона, увеличивается количество активных форм О₂. В этом случае – SН гемоглобина окисляются с образованием перекрестных дисульфидных связей и агрегации протомеров гемоглобина с образованием крупных телец Хайнца. Некоторые лекарства (антибиотики, анальгетики, антипиретики) при своем окислении образуют много Н₂О₂ и при недостаточности глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы проявляется непереносимость их в виде развития гемолитической желтухи.

Лабораторная работа

Количественное определение пвк в моче

В организме человека ПВК образуется в процессе обмена углеводов в качестве промежуточного продукта. В норме в плазме крови содержится 0,8-1,5 мг % ПВК. При усилении гликолиза происходит накопление пирувата и лактата в крови, что сопровождается обычно изменением кислотно-основного состояния, уменьшением щелочных резервов. Увеличение содержания лактата и пирувата в крови может наблюдаться также при поражении паренхимы печени (поздние стадии гепатита, цирроз печени) в результате торможения процессов гликонеогенеза в печени. Повышенное количество лактата и пирувата в крови обнаруживается при болезни Гирке чаще всего встречающегося гликогеноза. При авитаминозе и гиповитаминозе В₁ в крови и в других тканях, особенно в мозгу, ПВК накапливается в большом количестве. За сутки с мочой выделяется до 200 мг ПВК.

Принцип работы: ПВК с 2,4 – динитрофенилгидразином образует окрашенное соединение 2,4 – динитрофенилгидразон ПВК.

2,4- ДНФ-гидразин ПВК – желто-оранжевого цвета интенсивность его пропорциональна концентрации ПВК и определяется фотометрически.

Ход работы. Берем 2 пробирки, в контрольную пробирку наливаем по 1 мл воды, в опытные по 1 мл мочи, разбавленной в 2 раза. Затем во все пробирки приливаем по 1 мл 2,5% р-ра КОН, перемешиваем прибавляем по 0,5 мл 1% раствора ДНФГ и оставляем на 15 мин. Фотометруем с синим сфетофильтром.

Расчет. Проводим по калибровочному графику, найденную величину умножают на суточный диурез (1500 мл для мужчин, 1200 у женщин) и получаем количество ПВК в суточной моче.

КДЗ ПВК и лактата: В крови практически здоровых взрослых людей содержится от 0,0456 ммоль/л (45,6 мкмоль/л, 4 мг/л) – 0,0912 ммоль/л, 8 мг/л) ПВК. Содержание ПВК увеличивается при гипоксических состояниях, вызванных тяжелыми сердечно-сосудистой, легочной недостаточностью, анемией, остром гепатите, инсулиновой зависимости, сахарном диабете, после введения камфоры, стрихнина и при увеличении физической нагрузки уменьшается до 0,57 ммоль/л и ведет к судорогам. Увеличение уровня ПВК приводит к В₁-витаминной недостаточности, токсическое действие аспирина вызывает в большой дозе метаболический ацидоз, отравление тяжелыми металлами. Все факторы обуславливающие увеличение концентрации ПВК обычно приводят к увеличению уровня молочной кислоты. Уровень лактата (МК) в крови увеличивается при гипоксическом состоянии, вызванном развивающимися множественными кровотечениями, острой застойной сердечной недостаточностью. Особенно много МК накапливается в воспалительных клетках, остром гепатите, инфекционной эпилепсии, увеличении мышечных нагрузок.

Норма МК в крови составляет 1,0135 ± 0,072 ммоль/л, при выше перечисленных состояниях увеличивается соотношение МК-ПВК, чаще оно составляет 10:1. Норма ПВК составляет 284,2 ммоль/сут или 25 мг/сут.