Дослід 1. Кількісне визначення піровиноградної кислоти (ПВК) в сечі фотоколориметричним методом

Тема 8. Аеробне окиснення глюкози. Пентозофосфатний шлях обміну глюкози. Метаболізм фруктози та галактози.

Мета заняття:

Ø уміти характеризувати біохімічні закономірності й етапи аеробного метаболізму глюкози для оцінки енергетичного забезпечення організму в нормі й патології.

Ø засвоїти послідовність ферментативних реакцій та значення пентозофосфатного шляху окиснення глюкози.

Ø оволодіти особливостями метаболічних шляхів перетворення фруктози і галактози в організмі людини, спадкові ензимопатії їх обміну.

Ø уміти визначати кількісний вміст пірувату в сечі.

Теоретичні питання

1. Етапи аеробного окиснення глюкози.

2. Човникові механізми переносу електронів від гліколітичного НАДН+Н⁺ з цитоплазми до мітохондрії.

3. Пентозофосфатний шлях обміну глюкози:

· біологічне значення;

· схема реакцій окиснювальної та неокиснювальної стадій;

· роль ферментів та коферментів у перебігу реакцій;

· особливості функціонування у різних тканинах.

4. Ферментативні реакції перетворення фруктози в організмі людини. Спадкові ензимопатії обміну фруктози.

5. Ферментативні реакції перетворення галактози в організмі людини. Спадкові ензимопатії обміну галактози.

6. Кількісне визначення піровиноградної кислоти в сечі й клініко-діагностичне значення.

Практична робота

Дослід 1. Кількісне визначення піровиноградної кислоти (ПВК) в сечі фотоколориметричним методом.

Принцип методу. Піровиноградна кислота (ПВК) з 2,4-динітрофенілгідразином (2,4 ДНФГ) в лужному середовищі утворює 2,4-динітрофенілгідразони піровиноградної кислоти коричнево-червоного забарвлення, інтенсивність якого пропорційна концентрації ПВК і визначається фотоколориметрично.

Хід роботи. Беруть 2 пробірки, в одну наливають 0,1мл сечі, в другу – 0,1мл розчину ПВК, а потім в обидві пробірки додають по 0,9 мл дистильованої води. Після цього вносять по 0,5мл 0,1 % р-ну 2,4- динітрофенілгідразину, змішують і на 20 хв ставлять в темне місце. Пізніше додають по 1 мл 12 % розчину гідроксиду натрію і через 10 хв колориметрують на ФЕКу проти контролю (води) при синьому світлофільтрі (l = 380 нм).

Розрахунок: Концентрацію ПВК вираховують за формулою:

Сстанд. · Адосл. · V

Сдосл. =,

Астанд. · а

де:

Сстанд – концентрація стандартного розчину ПВК;

С досл – концентрація ПВК у сечі (мг/добу);

Адосл – оптична густина досліджуваної проби;

Астанд – оптична густина стандарту;

V – добова кількість сечі;

а – 0,1 мл сечі, взятої для аналізу.

Порівняти отриманий результат з нормативними величинами. Зробити висновок.

Клініко-діагностичне значення. Піровиноградна кислота – один з центральних метаболітів вуглеводного обміну. Визначення її кількості в плазмі крові та сечі широко використовується з діагностичною метою в клінічній практиці.

У крові здорової людини міститься 45-115 мкмоль/л ПВК, з сечею за добу виділяється 15-25 мг ПВК. Вміст ПВК у крові (разом з молочною кислотою) підвищується при посиленій м’язовій праці, а також при деяких патологічних станах, що супроводжується судомами (тетанія, епілепсія, правець). Збільшується виділення ПВК з сечею при В1-вітамінній недостатності, серцевій недостатності, токсикозах, захворюваннях печінки, інсулінзалежному цукровому діабеті, діабетичному кетоацидозі, дихальному алкалозі, уремії, гепатоцеребральній дистрофії, гіперфункції гіпофізарно-адреналової і симпатико-адреналової систем, а також після введення камфори, стрихніну, адреналіну. До збільшення ПВК призводять токсична дія ацетилсаліцилової кислоти, отруєння ртуттю, миш’яком, сурмою.

Під впливом наркозу рівень ПВК у крові дещо знижується.

Література

Основна:

1. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508 с.

2. Вороніна Л.Н., Десенко В.Ф., Мадієвська Н.Н. та ін. Біологічна хімія.- Харків.: Основа, 2000.- 608 с.

3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744 с.

4. Скляров О.Я., Сергієнко О.О., Фартушок Н.В. та ін. Обмін вуглеводів. Біохімічні та клінічні аспекти. – Львів: Світ, 2004. – 111 с.

5. Лекції, які читаються на кафедрі.

Додаткова:

1. Страер Л. Биохимия. М.:Мир,1985 т.3.

2. А. Ленінджер Основи біохімії - М., Мир, 1985.- в 3-х томах.

3. Ангельскі С., Якубовскі З., Домінічак М., Клінічна біохімія.Сопот.,1998, 451с.

4. Строев Е.А., Биологическая химия.М.:Высшая школа,1986.- 479с

Завдання для самоконтролю

Завдання 1. До гомогенату м'язів, де протікав гліколіз, додали кисень. Утворення молочної кислоти припинилося. Утворенням якого кінцевого продукту закінчиться процес у цьому випадку?

А.Вуглекислого газу

В. Фруктози

С. Ацетіл-КоА

D. Пірувату

Е. Молочної кислоти.

Завдання 2. У пацієнта, що страждає ішемічною хворобою серця, після проведеного лікування енергетичне забезпечення серцевого м'яза значно покращилося. Скільки молекул АТФ забезпечує серцевому м'язу окиснення однієї молекули глюкози після лікування?

А. 12 АТФ

В. 15 АТФ

С. 2 АТФ

D. 3 АТФ

Е. 38 АТФ

Завдання 3. При лікуванні малярії препаратами хініну виникає гемоліз еритроцитів, тому що знижується активність глюкозо-6-фосфатдегідрогенази. Гальмуванням якого метаболічного процесу супроводжується дана терапія?

А. Гліколізу

В. Глікогенолізу

С. Глюконеогенезу

D. Пентозофосфатного шляху окислювання глюкози

Е. Синтезу глікогену

Завдання 4. Під час бігу на довгі дистанції скелетна мускулатура тренованої людини використовує глюкозу з метою отримання енергії АТФ для м’язового скорочення. Назвіть основний процес утилізації глюкози за цих умов.

А. Аеробний гліколіз.

В. Анаеробний гліколіз.

С. Глікогеноліз.

D. Глюконеогенез.

Е. Глікогенез.

Правильність рішення перевірте, порівнявши їх з еталонами відповідей.

Еталони відповідей до рішення завдань для самоперевірки й самоконтролю вихідного рівня:

Завдання 1 – А, Завдання 2 – Е, Завдання 3 - D. Завдання 4 - А.

Завдання 5. Написати схему човникових механізмів транспорту цитоплазматичного НАДН+Н через мембрану мітохондрій.