Особенности катаболизма моносахаридов у новорожденных и детей

У детей активен УДФ-глюкоза ↔ УДФ-галактоза путь. У взрослых этот путь неактивен. У новорожденных низкая активность ПФШ. При рождении у ребенка происходит переключение катаболизма глюкозы с анаэробного на аэробный путь. Вначале преобладает использование липидов.

Состояние углеводного обмена у детей в норме определяется зрелостью эндокринных механизмов регуляции и функций других систем и органов. В поддержании гомеостаза плода важную роль играет поступление к нему глюкозы через плаценту. Количество глюкозы, поступающей через плаценту к плоду, непостоянно, т.к. ее концентрация в крови матери может неоднократно меняться в течение дня. Изменение соотношения инсулин/глюкоза у плода может вызвать у него острые или длительные нарушения обмена веществ. В последнюю треть внутриутробного периода у плода значительно увеличиваются запасы гликогена в печени и мышцах, в этот период глюкогенолиз и глюконеогенез уже имеют для плода существенное значение и как источник глюкозы.

Особенностью углеводного обмена у плода и новорожденного является высокая активность процессов гликолиза, позволяющая лучше адаптироваться к условиям гипоксии. Интенсивность гликолиза у новорожденных на 30—35% выше, чем у взрослых; в первые месяцы после рождения она постепенно снижается. О высокой интенсивности гликолиза у новорожденных свидетельствуют высокое содержание лактата в крови и моче и более высокая, чем у взрослых, активность лактатдегидрогеназы в крови. Значительная часть глюкозы у плода окисляется по пентозофосфатному пути.

Родовой стресс у новорожденных, связанный с изменение температуры окружающей среды, появлением самостоятельного дыхания, возрастанием мышечной активности и усилением деятельности мозга, увеличивает расход энергии во время родов и в первые дни жизни, приводя к быстрому снижению содержания глюкозы в крови. Через 4—6 ч после рождения ее содержание снижается до минимума (2,2—3,3 ммоль/л), оставаясь на таком уровне в течение последующих 3—4 дней. Повышенное потребление глюкозы тканями у новорожденных и период голодания после родов приводят к усилению гликогенолиза и использованию резервного гликогена и жира. Запас гликогена в печени у новорожденного в первые 6 ч жизни резко (примерно в 10 раз) сокращается, особенно при асфиксии и голодании. В кишечнике новорожденных ферментативный гидролиз лактозы (основного углевода пищи в этот период) несколько снижен и увеличивается в грудномвозрасте. Обмен галактозы у новорожденных интенсивнее, чем у взрослых.

ВОПРОСЫ, ВХОДЯЩИЕ В РУБЕЖНЫЙ КОНТРОЛЬ

1. Катаболизм глюкозы в анаэробных и аэробных условиях: схема, сравнить

энергетический баланс, указать причины различной эффективности.

2. Гликолиз - реакции субстратного фосфорилирования и фосфорилирования

субстратов: номенклатура ферментов, механизмы регуляции, биологическое

значение.

3. Гликолиз: киназные реакции, номенклатура ферментов, регуляция, значение.

4. Регуляторные реакции гликолиза, ферменты, механизмы регуляции, биологическое значение.

5. Реакции гликолитической оксидоредукции аэробного и анаэробного гликолиза: написать, сравнить энергетическую эффективность, значение.

6. Гликолиз: реакции превращения триозофосфатов в пируват, сравнить энергетический выход в аэробных и анаэробных условиях.

7. Эффект Пастера: понятие, механизм, физиологическое значение. Сравнить энергетический баланс расщепления фруктозы в отсутствии эффекта Пастера и при его реализации.

8. Пути обмена лактата: схема, значение путей, тканевые особенности.

9. Превращение пирувата в АцКоА и оксалоацетат: реакции, ферменты, регуляция, значение.

10. Челночные механизмы транспорта водорода из цитозоля в митохондрии: схемы, биологическое значение, тканевые особенности.

11. Пентозофосфатный шунт гликолиза: схема, биологическое значение, тканевые особенности.

12. Окислительные реакции гликолиза и пентозофосфатного шунта, биологическое значение.

ТЕСТОВЫЕ ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ

1. Из приведенного ниже перечня выберите основную функцию катаболизма глюкозы:

A. образование ПВК

B. образование АТФ

C. образование АДФ

D. образование НАДФН₂

2. Из приведенного ниже перечня выберите отдел клетки, в котором протекают реакции гликолиза:

A. Митохондриях

B. ЭПР

C. Цитозоле

D. Лизосомах

3. Из приведенного ниже перечня выберите энергетический баланс анаэробного гликолиза:

A. 2 АТФ

B. 4 АТФ

C. 8 АТФ

D. 6 АТФ

4. Из приведенного ниже перечня выберите вещество, которое является конечным продуктом анаэробного гликолиза:

A. Лактат

B. ацетил-SКоА

C. СО₂

D. ПВК

5. Из приведенного ниже перечня выберите ферменты, которые катализируют образование АТФ в реакциях гликолиза: (2 ответа)

A. Фосфофруктокиназа

B. 1,3-Фосфоглицераткиназа

C. ФЕПВК-киназа

D. Лактатдегидрогеназа

6. Из приведенного ниже перечня выберите ферменты, которые в гликолизе катализируют реакции субстратного фосфорилирования: (2 ответа)

A. 1,3-Фосфоглицераткиназа

B. фосфофруктокиназа-1

C. гексогеназа

D. ФЕПВК-киназа

7. Из приведенного ниже перечня выберите положительный модулятор фосфофруктокиназы 1:

A. АТФ

B. АМФ

C. Цитрат

D. НАДН₂

8. Из приведенного ниже перечня выберите отрицательный модулятор фосфоенолпируваткиназы (ФЕПВК-киназы):

A. фруктозо-1,6-дф

B. Ацетил-SКоА

C. Аланин

D. Глюкоза

9. Из приведенного ниже перечня выберите отрицательный модулятор фосфофруктокиназы 1:

A. АМФ

B. Цитрат

C. Аланин

D. фруктозо-2,6-дф

10. Из приведенного ниже перечня выберите положительный модулятор фосфоенолпируваткиназы (ФЕП-киназы):

A. АМФ

B. НАДН₂

C. Ацетил-SКоА

D. АТФ

11. Из приведенного ниже перечня выберите, в каких системах или реакциях окисляется НАДН₂ в аэробных условиях: (2 ответа)

A. малатаспартатная челночная система

B. глицеролфосфатная челночная система

C. лактатдегидрогеназная реакция

D. Гл-6-фДГ

12. Из приведенного ниже перечня выберите, в какой системе или реакции окисляется НАДН₂ в анаэробных условиях:

A. малатаспартатная челночная система

B. глицеролфосфатная челночная система

C. лактатдегидрогеназная реакция

D. Гл-6-фДГ

13. Из приведенного ниже перечня выберите продукты реакции, которые образуются под воздействием 3-ФГА дегидрогеназы: (2 ответа)

A. НАДН₂

B. 1,3-ФГК

C. 2,3-ФГК

D. 3-ФГК

14. Из приведенного ниже перечня выберите кофермент, который восстанавливается в реакции гликолитической оксидоредукции:

A. ФАМН

B. НАД+

C. ФАД

D. НАДФ+

15. Из приведенного ниже перечня выберите общий энергетический баланс аэробного гликолиза:

A. 2АТФ

B. 8АТФ

C. 6АТФ

D. 4АТФ

16. Из приведенного ниже перечня выберите отрицательные модуляторы гексокиназы:

A. Глюкозо-6-ф

B. АТФ

C. Фруктоза-6-ф

D. АДФ

17. Из приведенного ниже перечня выберите положительный модулятор пируватдегидрогеназного комплекса: (2 ответа)

A. HSKoA

B. НАДН₂

C. НАД⁺

D. АТФ

18. Из приведенного ниже перечня выберите, в каких органах преобладает малат-аспартатный челнок: (2 ответа)

A. Сердце

B. Костный мозг

C. Жировая ткань

D. Почки

19. Из приведенного ниже перечня выберите количество АТФ, которое синтезируется при переносе гликолитического водорода в ЦОФ глицерофосфатной челночной системой:

A. 2

B. 4

C. 3

D. 7

20. Из приведенного перечня выберите ферменты, которые конкурируют между собой за общие метаболиты аэробного и анаэробного пути расщепления глюкозы при реализации эффекта Пастера: (3 ответа)

A. ПВК ДГ

B. ЛДГ

C. малатдегидрогеназа

D. Пируватдекарбоксилаза

E. ПВК карбоксилаза

Ответы:

1. B 2. C 3. A 4. A 5. B,C 6. A,D 7. B 8. B 9. B 10. A

11. A,B 12. C 13. A,B 14. B 15. B 16. A,B 17. A,C 18. A,D 19. A 20. A,B,С

5. ДИДАКТИЧЕСКАЯ ЕДИНИЦА №3 «ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙ ШУНТ И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ. РЕГУЛЯЦИЯ ОБМЕНА УГЛЕВОДОВ»