Lista Zadań nr 12 – Integracja metabolizmu

- 1 z 3-

OBLICZENIA BIOCHEMICZNE

do wykładu dr. hab. inż. P. Dobryszyckiego

LISTA ZADAŃ NR 12

INTEGRACJA METABOLIZMU

1. Rozważ następujące przykłady regulacji metabolicznej:

a. Utlenianie kwasów tłuszczowych w mitochondriach jest wyhamowane, kiedy aktywna jest

biosynteza kw. tłuszczowych w cytozolu przez inhibicję acylotransferazy karnitynowej I przez
malonylo-CoA.

b. Synteza reduktazy HMG-CoA w różnych tkankach jest hamowana przez lipoproteiny niskiej

gęstości.

c. Glukozo-6-fosforan jest obecny w wątrobie i nerkach, ale nie w mięśniach.
d. Transferaza amidofosforybosylowa, enzym katalizujący etap kluczowy w biosyntezie

nukleotydów purynowych jest hamowana przez wszystkie nukleotydy purynowe.

e. Enzym, który katalizuje syntezę i degradację fruktozo-2,6-bisfosforanu jest fosforyzowany o

defosforylowany w odpowiedzi na sygnały hormonalne.

Wskaż, które z tych przykładów można przyporządkowad do poniższych mechanizmów regulacji
metablicznej:

i.

interakcje allosteryczne

ii.

modyfikacje kowalencyjne

iii.

poziom stężenia enzymu

iv.

kompartmentalizacja (przedziałowośd)

v.

specjalizacja metaboliczna organów

2. Dopasuj metaboliczne szlaki wymienione w lewej kolumnie z ich głównymi rolami w metabolizmie

wymienionymi w prawej kolumnie

a. Glikoliza

(1) Kontrola poziomu glukozy we krwii

b. Glukoneogenzeza

(2) tworzenie NADH i FADH

2

c. Szlak pentozofosforanowy

(3) Przewchowywanie paliwa komórkowego

d. Synteza glikogenu

(4) Synteza NADPH i rybozo-5-fosforanu

e. Degradacja kw. tłuszczowych

(5) Produkcja ATP i „bloków budulcowych biomolekół

3. Kontrola fosfofruktokinazy w wątrobie i w mięśniach jest różna. Zarówno adrenalina jak i glukagon

inicjują odpowiedź na niski poziom glukozy, jednakże adrenalina stymuluje glikolizę w mięśniach,
podczas gdy glukagon hamuje glikolizę w wątrobie. Wyjaśnij ten fakt.

4. Wyjaśnij jak to jest możliwe aby jednocześnie w cytosolu tej samej komórki istniał wysoki stosunek

NADPH/NADP

+

i niski stosunek NADH/NAD

+

.

5. Które z poniższych zdao o metabolizmie mózgu są nieprawidłowe?

a. Wykorzystuje tylko kwasy tłuszczowej jako paliwo komórkowe w czasie postu.
b. Wykorzystuje około 60% glukozy konsumowanej przez cały organizm w stanie spoczynku.
c. Nie posiada rezerw paliwa komórkowego – materiału zapasowego.
d. Może wykorzystywad acetooctan i 3-hydroksymaślan w warunkach głodu.
e. Uwalnia mleczan podczas okresu intensywnej aktywności fizycznej.

Lista Zadań nr 12 – Integracja metabolizmu

- 2 z 3-

6. Komórki tłuszczowe – adypocyty, rozkładają i resyntetyzują triacyloglicerole, ale ich synteza nie

może zajśd bez zewnętrznego źródła glukozy. Wyjaśnij dlaczego.

7. Wybierz stwierdzenia z prawej kolumny, które najlepiej opisują metabolizm każdego organu, tkanki

oraz komórki w lewej kolumnie.

a. Mózg

(1) Uwalnia glicerol i wolne kwasy tłuszczowe do

b. Mięśnie

krwi podczas okresu postu.

c. Tkanka tłuszczowa

(2) Podczas normalnego odżywiania wykrzystuje

d. Wątroba

glukozę jako wyłączne paliwo komórkowe

e. Czerwone krwinki

(3) Syntetyzuje ciałka ketonowe, gdy jest wysokie
stężenie acetylo-CoA.
(4) Może wydzielad mleczan do krwi.
(5) Wykorzystuje α-keto kwasy pochodzące z

degradacji aminokwasów jako istotne źródło
energii.

(6) Może magazynowad glukozę ale nie może jej

uwalniad do krwi.

(7) Może syntetyzowad triacyloglicerole, kwasy

tłuszczowe, i VLDL w obfitości związków służących
jako paliwo komórkowe.

8. Dopasuj hormony w lewej kolumnie do ich właściwości, głównego organu docelowego i efektów

metabolicznych wymienionych w prawej kolumnie.

a. Insulina

(1) hormon katecholaminowy

b. glukagon

(2) hormon polipeptydowy

c. adrenalina

(3) Wydzielany przez komórki α trzustki
(4) Efekty są pośredniczone przez cAMP
(5) Organem docelowym jest wątroba
(6) Organem docelowym są mięśnie
(7) Sygnalizuje stan nasycenia
(8) Wydzielany w odpowiedzi na niski poziom glukozy we
krwii
(9) Powoduje magazynowanie substancji zapasowych
(10) Powoduje rozkład substancji zapasowych

9. Wyjaśni allosteryczne efekty glukozy na metabolizm glikogenu.

10. Dopasuj formę materiału zapasowego z lewej kolumny z odpowienią charakterystyką w prawej

kolumnie.

a. Glikogen

(1) Najbardziej kaloryczna forma zapasowa

b. Triacyloglicerole

(2) Najłatwiej dostępna podczas aktywności fizycznej

c. Białka

(3) Główne źródło prekursorów syntezy glukozy podczas

głodówki.

(4) Najszybciej zużywana podczas głodówki
(5) Nie używana normalnie jako forma zapasowa energii

Lista Zadań nr 12 – Integracja metabolizmu

- 3 z 3-

11. W odniesieniu do stanu organizmu w czasie poprawnej diety, w jaki sposób zmienia się zużycie

paliwa po trzech dniach głodówki.

a. Więcej glukozy jest zużywane przez mózg.
b. W tkance tłuszczowej degradowane są triacyloglicerole aby dostarczyd wolnych kwasów

tłuszczowych pozostałym komórkom.

c. Mózg zaczyna wykorzystywad ciałka ketonowe jako paliwa.
d. Białka są degradowane w celu dostarczenia trójwęglowych prekursorów glukozy.
e. Glikogen jest magazynowany jako rezerwa paliwowa.

12. Które z poniższych procesów zachodzą u ludzi z nieleczoną cukrzycą?

a. Kwasy tłuszczowe stają się stają się głównym zapasem dla większości tkanek.
b. Glikoliza jest stymulowana a glukoneogeneza jest hamowana w wątrobie.
c. Stymulowana jest produkcja ciał ketonowych.
d. Nadmiar glukozy przechowywany jest jako glikogen.
e. Stymulowany jest rozpad triacylogliceroli.

13. Podczas kilku dni od rozpoczęcia okresu postu, usuwanie azotu przyspiesza do relatywnie

wysokiego poziomu. Po kilku tygodniach szybkośd usuwanie azotu znacznie spada. Następnie
usuwanie azotu kontynuowane jest na stałym poziomie do momentu wyczerpania zapasów
triacylogliceroli; wtedy szybkośd usuwania mocznika i amoniaku ponowanie wzrasta to bardzo
wysokiego poziomu.

a. Jakie wydarzenia inicjują początkowe szybkie widzialnie azotu?
b. Dlaczego szybkośd usuwania azotu spada po kilku tygodniach głodówki?
c. Wyjaśnij wzrost wydzielania azotu po wyczerpaniu zapasów lipidów?

14. Przez kilka godzin po urodzeniu noworodki są szczególnie narażone na hipoglikemię a jednocześnie

nie są w stanie szybko generowad ciał ketonowych. Wyjaśnij w jaki sposób zjawiska opisane poniżej
wpływają na powstawanie hipoglikemii lub niskie stężenie ciał ketonowych (lub oba naraz).

a. Duży stosunek głowy do masy ciała.
b. Mały zapas glikogenu w wątrobie.
c. Niska specyficznośd cytozolowej transferazy karnitynowej długich łaocuchów acylo-CoA w

wątrobie.

d. Bardzo niski poziom wątrobowej karboksykinazy fosfoenolopirogronianowej.