Biochemický ústav LF MU 1/5 Glukosa v krvi. Diabetes mellitus 4 Metabolismus glukosy, glukosemie a její regulace, poruchy metabolismu glukosy, diabetes mellitus, komplikace u DM, neenzymová glykace proteinů. Metabolismus glukosy – viz též Biochemie 1 1. Uveďte příklady zdrojů poskytujících exogenní glukosu v organismu. 2. Jakým způsobem je exogenní glukosa vstřebávána z lumen střeva do enterocytů? Jaká je energetická náročnost tohoto procesu? 3. Uveďte výchozí sloučeniny při glukoneogenezi. 4. Které aminokyseliny označujeme jako glukogenní? 5. V kterých orgánech může probíhat glukoneogeneze? 6. Charakterizujte reakce glukoneogeneze a odlišnosti u ireverzibilních reakcí glykolýzy. 7. Které metabolické děje jsou označovány jako Coriho cyklus a jaký je jejich význam? 8. Popište reakce vzniku glukosy z jaterního glykogenu. Které enzymy jsou k tomu potřebné? 9. Jakými transportními systémy se dostává glukosa z krve do a) hepatocytů; b) erytrocytů; c) buněk kosterního svalu; d) buněk CNS? 10. Jakým způsobem je glukosa transportována do adipocytů. Na čem je transport závislý? 11. Hexokinasa má Michaelisovu konstantu pro glukosu 50 μmol/l, glukokinasa 10 mmo/l. Který z obou enzymů převážně katalyticky působí při nízké hladině glukosy v krvi? Jaký to má význam? Zdroje glukosy v krvi 12. Jaké je fyziologické rozmezí koncentrace glukosy v žilní krvi a) nalačno; b) po jídle? JÁTRA STŘEVO Glukosa v krvi . . . - . . . mmol/l Potrava Glykogen . . . . . . . . . . glukogenní aminokyseliny glukoneogeneze Glc MYOKARD LEDVINY CNS ERYTROCYTY SVAL TUKOVÁ TKÁŇ * * při vícedenním hladovění Biochemický ústav LF MU 2/5 Zdroje glukosy v různých fázích metabolismu 13. Doplňte tabulku: Fáze zdroje Glc I II III IV V Doba po jídle 0-4h. 4-16 h 16-32.h . . .několik dnů týdny Původ Glc v krvi . . . . . . . . . . . . . . . (. . . . .) . . . . . (játra, . . . . .) . . . . . (játra, . . . . .) Tkáně utilizující Glc z krve Všechny Všechny kromě jater. Omezeně: svaly, tuk. tkáň Všechny kromě jater Málo: svaly, tuk. tkáň CNS, Ercs, ledviny Málo: svaly . . . . ., ledviny Omezeně: CNS Hlavní zdroj energie pro CNS . . . . . . . . . Glc, ketonové látky Ketonové látky, Glc 14. Určete hlavní zdroj glukosy v krvi a) ráno po nočním lačnění; b) po jednodenním lačnění; c) po třídenním lačnění. 15. Kterou z výše uvedených fází lze označit jako fázi a) resorpční; b) postresorpční; c) hladovění? 16. Které tkáně/buňky jsou výhradními odběrateli glukosy z krve? 17. Který orgán je nejvíce ohrožen déletrvající hypoglykemií? 18. Na jak dlouhou dobu vydrží při lačnění zásoby jaterního glykogenu? 19. V jakém období lačnění je hlavním zdrojem energie pro CNS a) glukosa; b) ketonové látky? Hormonální regulace metabolismu glukosy 20. Popište strukturu a syntézu a) inzulinu; b) glukagonu. 21. Jak rychle jsou inzulin a glukagon odstraňovány z krevního oběhu? 22. Jaký je význam stanovení C-peptidu v krvi? Biochemický ústav LF MU 3/5 Účinky inzulinu a glukagonu 23. Ve schématu vyznačte barevně plnými čarami a šipkami děje, které probíhají v a) resorpční fázi (převažuje účinek inzulinu); b) postresorpční fázi (převažuje účinek glukagonu). 24. Jak ovlivní zvýšení hladiny inzulinu plazmatické koncentrace a) glukosy; b) mastných kyselin? 25. Které děje ovlivňuje glukagon a) v játrech; b) v tukové tkáni? 26. Které děje ovlivňuje inzulin a) v játrech; b) v tukové tkáni; c) ve svalu? 27. Srovnejte význam glykogenolýzy pro sval a pro jaterní buňku. 28. Které hormony ovlivňují glykogenolýzu a) ve svalu; b) v játrech? 29. Popište sekvenci dějů, kterými je vyvoláno štěpení glykogenu po navázání glukagonu na membránový receptor v jaterní buňce. 30. Jak ovlivňuje struktura glykogenu rychlost jeho odbourávání? 31. Který enzym katalyzuje přeměnu glukosa-6-fosfátu na glukosu? Ve kterých tkáních se vyskytuje? 32. Za fyziologických podmínek je glukosa v resorpční fázi ve větší míře transportována do adipocytů. K čemu je zde převážně využita? Účinky adrenalinu a glukokortikoidů 33. Za jakých situací dochází k uvolnění adrenalinu z chromafinních buněk dřeně nadledvin do krve? 34. Jak ovlivní zvýšení hladiny adrenalinu koncentraci glukosy v krvi? 35. Jak ovlivňuje adrenalin hladinu inzulinu? 36. Jak je ovlivněn metabolismus glukosy adrenalinem a) v játrech; b) ve svalu? 37. Jak ovlivňují glukokortikoidy metabolismus glukosy a proteinů a) ve svalu; b) v játrech? SVAL PANKREAS JÁTRA TUKOVÁ TKÁŇ Glykogen Glc PyruvátGlc Glukagon Inzulin Proteiny AK TG MK GLUT Glc GLUT GLUT Inzulin Inzulin Glukagon Glykogen Glc Pyruvát Biochemický ústav LF MU 4/5 Poruchy metabolismu při diabetu (schéma se týká DM 1. typu, tj. inzulin << glukagon) 38. Doplňte do tabulky projevy nedostatku inzulinu, resp. nadbytku glukagonu u DM 1. typu: Děj Změna Důsledek Transport glukosy do . . . . . a . . . . . ↓ . . . emie Glykolýza v játrech . . . . . . . . . . Glukoneogeneze v játrech . . . . . . . . . . Lipolýza v adipocytech . . . . . ↑ koncentrace MK v plazmě β-oxidace MK v játrech ↑ produkce . . . . . v játrech Rychlost citrátového cyklu v důsledku snížené dostupnosti . . . . . ↓ ↑ množství . . . . . v játrech Produkce ketonových látek . . . . . . . . . . 39. Jaké metabolické příčiny vedou k hyperglukosemii? 40. Které děje budou ovlivněny nedostatkem inzulinu a) ve svalech; b) v tukové tkáni? 41. Jakou reakcí vzniká oxalacetát potřebný v citrátovém cyklu? 42. Proč při převažujícím účinku glukagonu není dostatek oxaloacetátu pro průběh citrátového cyklu? JÁTRA glykogen G-6-P Glc citrátový cyklus oxalacetát ketonové látky VLDL STŘEVO Glc AK TG glukagon CM SVAL TUKOVÁ TKÁŇ proteiny Ala Glc TG SVAL GLUT 4 GLUT 4 TG TG K A P I L Á R Y LPL MK acetyl-CoA vena portae Biochemický ústav LF MU 5/5 43. Napište strukturní vzorce ketonových látek. 44. Co je příčinou vzniku ketonových látek? 45. Jaké jsou metabolické příčiny diabetické ketoacidózy? 46. U kterého typu DM se častěji projevuje? 47. Co je příčinou polyurie u diabetika s hyperglykemií? 48. Za jakých okolností může nastat hypoglykemie u diabetika? Jaké jsou nejčastější projevy hypoglykemie? 49. Jaká je první pomoc při hypoglykemii? 50. Proč je podání inzulinu při hypoglykemii zásadní kontraindikací? 51. Jaké jsou příčiny neenzymové glykace proteinů? 52. K jakým účelům slouží stanovení glykovaného hemoglobinu? 53. Jaké jsou důsledky neenzymové glykace proteinů při diabetu? 54. Co to AGE při diabetu? Jaká je příčina jejich vzniku? 55. Jakým způsobem jsou utilizovány AGE modifikované LDL částice? Vznik jakého onemocnění je tím urychlen?