ГЛИКОЛИЗ. ГЛЮОНЕОГЕНЕЗ.

энергии, заключенной в молекуле глюкозы.

Поддержи меня: 5469 3900

Оглавление

1)ГЛИКОЛИЗ. ГЛИКОЛИТИЧЕСКАЯ ОКСИДОРЕДУКЦИЯ

2)АНАЭРОБНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ. СУДЬБА ПРОДУКТОВ ГЛИКОЛИЗА В АНАЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ И ГЛИКОГЕНА В АНАЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ

3)СУДЬБА ПРОДУКТОВ ГЛИКОЛИЗА В АЭРОБНЫХ УСЛОВИЯХ. ГЛИЦЕРОЛФОСФАТНАЯ И МАЛАТАСПАРТАТНАЯ ЧЕЛНОЧНЫЕ СИСТЕМЫ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ВЫХОД АЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ.

4)ЭТАПЫ АЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ. СУММАРНОЕ УРАВНЕНИЕ АЭРОБНОГО РАСПАДА ГЛЮКОЗЫ. ПРЕИМУЩЕСТВА АЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ. ЭФФЕКТ ПАСТЕРА.

5)ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ. ЛОКАЛИЗАЦИЯ, СУБСТРАТЫ, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ И ФЕРМЕНТЫ.

6)РОЛЬ ГЛИКОЛИЗА И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА В МЕТАБОЛИЗМЕ ПЛОДА И НОВОРОЖДЕННЫХ.

7)РЕЦИПРОКНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОЛИЗА И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА.

8)ГЛЮКОЗО-ЛАКТАТНЫЙ ЦИКЛ (ЦИКЛ КОРИ), ЕГО ЗНАЧЕНИЕ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТЕ. ИСТОЧНИКИ МОЛОЧНОЙ КИСЛОТЫ В ОРГАНИЗМЕ.

9)ГЛЮКОЗО-АЛАНИНОВЫЙ ЦИКЛ, ЕГО ЗНАЧЕНИЕ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТЕ И ГОЛОДАНИИ

10)ОСОБЕННОСТИ МЕТАБОЛИЗМА ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ, МОЗГЕ, СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦАХ, ЖИРОВОЙ ТКАНИ, ЭРИТРОЦИТАХ.

Поддержи меня: 5469 3900

ГЛИКОЛИЗ.ГЛИКОЛИТИЧЕСКАЯОКСИДОРЕДУКЦИЯ

Локализация: цитоплазма

Первые пять этапов – подготовительная стадия гликолиза. В этих реакциях глюкоза фосфорилируется за счёт АТФ сначала в положении 6, зачем в положении 1 с образованием фруктозо-1,6,-дифосфата, который затем расщепляется на две молекулы трёхуглеродного соединения – глицеральдегид-3-фосфата.

Таким образом, продукт первой стадии гликолиза – глицеральдегид-3-фосфат

Затрачивается на этот этап 2 молекулы АТФ, впоследствии этот «вклад» принесёт весьма солидную прибыль)

Другие гексозы, в частности, фруктоза, галактоза, манноза, тоже могут вовлекаться в подготовительную стадию гликолиза после того, как они подвергнутся фосфорилированию.

ТО ЕСТЬ: подготовительная стадия гликолиза служит для того, чтобы все углеродные цепочки гексоз превратились в один общий продукт –

глицеральдегид-3-фосфат.

Вторая стадия гликолиза так же состоит из 5 реакций и представляет собой, образно говоря, выплату процентов. Мы потратили драгоценное АТФ в подготовительном этапе, настал час расплаты

Во второй стадии гликолиза энергия, высвобождающаяся при превращении двух молекул пирувата, запасается в виде

четырёх молекул АТФ.

!!! Однако, общий выход АТФ в процессе гликолиза равен двум, т.к. две мы потратили в подготовительном

Поддержи меня: 5469 3900

Важно знать, что все девять промежуточных продуктов гликолиза являются фосфорилированными соединениями. Фосфатные группы выполняют, по видимому, три функции:

1) При pH=7 фосфатные группы полностью ионизированы и поэтому придают суммарный отрицательный заряд, а т.к. клеточные мембраны обычно непроницаемы для молекул, несущих электрический заряд, метаболиты гликолиза не могут покинуть клетку. Ловушка, ха.

2)Фосфатные группы являются необходимыми компонентами в процессе ферментативного запасания метаболической энергии,

поскольку они в конце концов передаются на АДФ с образованием АТФ

3)Выполняют функцию узнавания - занимают правильное положение относительно активных центров соответствующих ферментов.

ПЕРВАЯ СТАДИЯ ГЛИКОЛИЗА:

1. Фосфорилирование глюкозы (необратима)

Происходит активация глюкозы путём фосфорилирования засчёт АТФ. «Пусковая

Субстрат: D-глюкоза

Фермент: ГЕКСОКИНАЗА (ГЛЮКОКИНАЗА)

Продукт: глюкозо-6- фосфат Необходимы: ионы Mg2+ и АТФ

2. Превращение глюкозо-6-фосфата во фруктозо-6-фосфат

Субтрат: глюкозо-6-фосфат(альдоза)

Фермент: ФОСФОГЛЮКОИЗОМЕРАЗА

Продукт: фруктозо-6-фосфат

Поддержи меня: 5469 3900

(кетоза) Необходимы: ионы Mg2+.

Карбонильная группа перемещается при этом из положения 1 в положение 2

Поддержи меня: 5469 3900

3. Фосфорилирование фруктозо-6-фосфата с образованием фруктозо-1,6-дифосфата

Перенос фосфатной группы от АТФ в положение 1 фруктозо-6-фосфата, в результате чего образуется фруктозо-1,6-дифосфат.

Субстрат: фруктозо-6-фосфат

Фермент: ФОСФОФРУТОКИНАЗА

Продукт: фруктозо-1,6-

дифосфат Необходимы: АТФ и

Mg2+

Реакция практически необратима, является важным «контрольным пунктом гликолиза». Фосфофруктокиназа является главным регуляторным ферментом в гликолизе мышц. Каждый раз, когда у клетки иссякает запас АТФ или накапливается АДФ и АМФ, активность фосфофруктокиназы возрастает. И

напротив, ингибируется, когда в клетке достаточно АТФ и другого клеточного «топлива» - цитрата или жирных кислот

4. Расщепление фруктозо-1,6-дифосфата

Субстрат: фруктозо-1,6-дифосфат

Фермент: фруктозодифосфатальдолаза или просто

АЛЬДОЛАЗА Продукты: глицеральдегид-3-фосфат

(альдозы) и

дигидроксиацентонфосфат (кетозы)

Поддержи меня: 5469 3900

Т.е. грубо говоря, молекулу фруктозы мы поделили пополам.

Поддержи меня: 5469 3900

ВТОРАЯ СТАДИЯ ГЛИКОЛИЗА – ЗАПАСАНИЕ ЭНЕРГИИ

Вторая стадия гликолиза включает реакции фосфорилирования, в ходе которых свободная энергия, содержавшаяся в исходной молекуле глюкозы, высвобождается и запасается в форме АТР.

Превращение двух молекул глицеральдегид-3-фосфата в две молекулы пирувата сопровождается образованием четырех молекул АТФ из

ADP.

6. Окисление глицеральдегид-3-фосфата до 3- фосфоглицероилфосфата

Ведёт к запасанию АТФ. Альдегидная группа глицеральдегид-3-фосфата окисляется, но при этом образуется не карбоновая кислота, а смешанный ангидрид фосфорной и 3- фосфоглицериновой кислоты – 3- фосфоглицероилфосфат (ацилфосфат)

Субстрат: глицеральдегид-3-фосфат

Фермент: ГЛИЦЕРОЛФОСФАТДЕГИДРОГЕНАЗА

Акцептор водорода: НАД+, восстанавливается до НАДН+Н+

Продукт: 3-фосфоглицероилфосфат или 1,3-дифосфоглицерат

(ацилфосфат) – сверхвысокоэнергетическое фосфорилированное соединение, т.е. макроэрг.

Механизм действия глицеральдегидфосфатдегидрогеназы довольно сложен. Сначала субстрат взаимодей ствует с SH-группой остатка цистеина, играющего важную роль в активном центре фермента. Затем фермент катализирует перенос гидрид-иона от ковалентно связанного субстрата на NAD + , также прочно связанный с его активным центром. В ходе этого процесса возникает высокоэнергетический ковалентный ацилферментный комплекс. Этот комплекс взаимодействует с неорганическим фосфатом, в результате чего образуется свободный 3-фосфоглицероилфосфат и регенерирует свободный фермент. NADH, образовавшийся в этой реакции, затем снова переходит в окисленную форму (NAD +), так что он может участвовать в расщеплении многих молекул глюкозы до пирувата. Если бы такого реокисления NADH не происходило, то гликолиз быстро прекращался бы из-за исчерпания запаса NAD + , поскольку его количество в клетке невелико.

Поддержи меня: 5469 3900

Необходим: Mg2+

Поддержи меня: 5469 3900

9. Дегидратация 2-фосфоглицерата с образованием фосфоенолпирувата

Вторая реакция гликолиза, в которой образуется

высокоэнергетическое (фосфорилированное) соединение – фосфоенолпируват

Субстрат: 2-фосфоглицерат

Фермент: ЕНОЛАЗА

Продукт:

фосфоенолпируват

Необходимы: Mg2+

10.ПЕРЕНОС ФОСФАТНОЙ ГРУППЫ ОТ ФОСФОЕНОЛПИРУВАТА НА АДФ

Ещё одна реакция субстратного

фосфорилирования. Субстрат: фосфоенол-

пируват

Фермент: ПИРУВАТКИНАЗА

Продукт: пируват (пировиноградная кислота, ПВК)+АТФ

Причём образуется пируват в енольной форме, однако енольная форма быстро переходит неферментативным путём в кето-форму, доминирующую при

pH=7,0.

Поддержи меня: 5469 3900

11.Восстановление пирувата до лактата (только при отсутствии кислорода)

Важная роль пирувата в катаболизме углеводов определяется тем, что это соединение лежит в точке пересечения различных катаболических путей.

При аэробных условиях в животных тканях продуктом гликолиза является пируват, a НАДН, образовавшийся в ходе окисления глицеральдегид-3-фосфата, реокисляется (т. е. снова превращается в NAD + ) за счет молекулярного кислорода (в дыхательной цепи)

Иначе обстоит дело в анаэробных условиях(например, в напряжённо работающих скелетных мышцах или в клетках молочнокислых бактерий). В этих условиях образовавшийся при гликолизе НАДН реокисляется НЕ за счет кислорода (который отсутствует), а за счет пирувата, восстанавливающегося при этом в лактат при действии

ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ.

ТО ЕСТЬ, при анаэробных условиях, НАДН, который мы образовали в шестой реакции гликолиза, используется в одиннадцатой реакции для восстановления пирувата до лактата. При этом образуется НАД, и он образуется не просто так, он возвращается в шестую реакцию.

Таким образом, клетке не нужны дополнительные источники НАД и дополнительные способы уборки НАДН. Процесс поддерживается самостоятельно.

Получается цикл, так ведь?

Процесс циклического восстановления и окисления НАД в реакциях анаэробного окисления глюкозы получил название

гликолитическая оксидоредукция.

Поддержи меня: 5469 3900

В присутствии же кислорода (аэробных условиях), гликолитической оксидоредукции не происходит, НАДН отдаёт свои атомы водорода на челночные системы, о которых мы позже поболтаем

Поддержи меня: 5469 3900

За всю цепь гликолиза у нас есть:

Общий выход: 2 молекулы АТФ

Поддержи меня: 5469 3900

АНАЭРОБНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ГЛЮКОЗЫ. СУДЬБА ПРОДУКТОВ ГЛИКОЛИЗА В АНАЭРОБНЫХ

УСЛОВИЯХ. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙЭФФЕКТОКИСЛЕНИЯГЛЮКОЗЫИГЛИКОГЕНАВ

АНАЭРОБНЫХУСЛОВИЯХ

Мы знаем, что в аэробном процессе пировиноградная кислота превращается в ацетил-SКоА (реакции пируватдегидрогеназы) и далее сгорает в реакциях цикла трикарбоновых кислот до СО2 (реакции ЦТК).

В анаэробном процессе пировиноградная кислота превращается не в АцетилSКоА, а восстанавливается до молочной кислоты (лактата).

Фермент : ЛАКТАТДЕГИДРОГЕНАЗА

Лактат является метаболическим тупиком и далее ни во что не превращается, единственная возможность утилизовать лактат – это окислить его обратно в пируват. В микробиологии анаэробный гликолиз называют молочнокислым брожением.

То есть это уже изученная нами одиннадцатая реакция гликолиза.

И хоть мы не извлекаем из этого процесса АТФ, при анаэробном гликолизе какаято часть энергии, заключенной в молекуле глюкозы, все же извлекается. Этой энергии достаточно для того, чтобы обеспечить суммарный выход двуэнергх молекул АТР в расчете на каждую расщепленную молекулу глюкозы.

Поддержи меня: 5469 3900

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ЭФФЕКТ АНАЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ:

(мы его уже считали, конечно, но чтобы наверняка…)

(Одиннадцатая

реакция)

Поддержи меня: 5469 3900

СУДЬБАПРОДУКТОВГЛИКОЛИЗАВАЭРОБНЫХУСЛОВИЯХ.ГЛИЦЕРОЛФОСФАТНАЯ

И МАЛАТАСПАРТАТНАЯЧЕЛНОЧНЫЕСИСТЕМЫ.ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙВЫХОД

АЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯГЛЮКОЗЫ.

Если в клетке присутствует кислород, то НАДН из гликолиза направляется в митохондрию через челночную систему. В митохондрии НАДН подвергается окислительному фосфорилированию, как мы помним, из одного НАДН мы можем получить 2,5 АТФ.

Вспоминай путь, который мы же прошли:

В аэробных условиях, пируват, образовавшийся в гликолизе, благодаря пируватдегидрогеназному комплексу (ну помнишь там был такой из трёх субъединиц, ТДФ, липоевая кислота, всё такое) превратился в ацетилSКоА. При этом мы образовали одну молекулу НАДН.

Куда дальше должен попасть НАДН? Правильно, в митохондрию! Он должен попасть на первый комплекс дыхательной цепи, чтобы отдать свои электроны и синтезировать АТФ.

Но есть проблема. НАДН сам по себе не может проникнуть через мембрану митохондрии, для него просто нет транспортёра. Поэтому наш организм придумал очень крутую штуку – челночную систему.

Челночные системы – это системы, принимающие атомы водорода от НАДН в цитоплазме и отдающие их в матрикс митохондрии.

Существуют два основных челнока:

1)Глицеролфосфатный челнок

2)Малат-аспартатный челнок

Поддержи меня: 5469 3900

ГЛИЦЕРОЛФОСФАТНЫЙ ЧЕЛНОК

В цитоплазме метаболиты гликолиза – диоксиацетонфосфат и НАДН - образуют глицерол-3-фосфат при помощи фермента ГЛИЦЕРИН-3- ФОСФАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ.

Глицерол-3-фосфат, в отличии от НАДН, может проникнуть через мембрану митохондрии и попасть внутрь.

Внутри митохондрии глицерол-3-фосфат снова подвергается действию того же фермента – ГЛИЦЕРОЛ-3-ФОСФАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ, только уже её митохондриальной изоформе, которая в качестве кофермента использует на НАДН, а ФАД, восстанавливая его до ФАДН2 и получая

диоксиацентонфосфат.

ФАДН2 идёт в дыхательную цепь переноса электронов. Мы получили то, что хотели.

(Фермент митохондриальная глицерол-3-фосфатдегидрогеназа располагается на внешней стороне внутренней мембраны митохондрии)

В цитозоли диоксиацетон-фосфат снова подхватывает НАДН и цитозольной глицерол-3-фосфатдегидрогеназой и

цикл повторяется.

Говоря простым языком, глицерол-3-фосфат является своего рода посредником. Если мы не можем перенести НАДН из цитоплазмы в митохондрию напрямую, то мы воспользуемся именно глицерол-3-фосфатом, который спокойно может пройти через мембрану и, благодаря своему ферменту, глицерол-3- фосфатдегидрогеназе, синтезировать ФАДН2.

Таким образом, в результате действий челнока цитозольный НАДН как бы "превращается" в митохондриальный ФАДН2.

Поддержи меня: 5469 3900

Где представлен? Этот челнок активен в печени, в белых скелетных мышцах и в бурой жировой ткани. Однако в гепатоците в состоянии покоя и после еды часть глицерол-3 фосфата в митохондрию не пойдет, а будет использоваться в цитозоле для синтеза фосфолипидов и триацилглицеролов.

Поддержи меня: 5469 3900

МАЛАТ-АСПАРТАТНЫЙ ЧЕЛНОК

Тут схема посложнее, но принцип, поверь мне, тот же.

В цитоплазме постоянно протекают реакции трансаминирования АСПАРТАТА и превращения его в оксалоацетат при помощи фермента аминотрансферазы.

Если фермент аминотрансфераза, то значит, переносится аминогруппа. В данном случае аминогруппа с аспартата переносится на α-кетоглутарат, который превращается в глутамат. Эти два вещества играют важную роль в транспорте веществ через митохондриальную мембрану.

Образовавшийся оксалоацетат под действием цитозольного фермента МАЛАТДЕГИДРОГЕНАЗЫ, который использует в качестве кофермента НАДН (что для нас ключевой момент) превращается в МАЛАТ.

Поддержи меня: 5469 3900

Малат уже имеет свой белок переносчик в митохондриальной мембране и спокойно проникает в матрикс антипортом с α-кетоглутаратом.

Т.е. этот белок переносчик работает следующим образом: мы из цитозоли транспортируем малат, а из митохондрии - α-кетоглутарат.

В матриксе малат при действии уже митохондриальной малатдегидрогеназы

снова превращается в оксалоацетат.

!!! При этомНАД, находящийся в матриксе, принимает на себя атом водорода и восстанавливается до НАДН. Мы снова получили то, что хотели – НАДН, который может спокойно пойти в дыхательную цепь переноса электронов.

Так как оксалоацетат у нас не может покинуть митохондрию из-за отсутствия специфического переносчика, он снова подвергается действию аминотрансферазы и превращается в аспартат. То есть аминотрансфераза «повесила» на оксалоацетат аминогруппу, создав аспартат. Аминогруппу она взяла от глутамата, который превратился в α-кетоглутарат.

Аспартат уже может покинуть митохондрию, опять же, антипортом, в обмен на глутамат из цитозоли.

Таким образом, через такую сложную челночную систему, мы превратили НАДН, полученный в реакциях гликолиза в цитозоли, в митохондриальный НАДН, который может пойти в дыхательную цепь.

Закрепим:

Для чего нам нужны челноки? Для переноса НАДН, синтезированного в гликолизе, в митохондрию, чтобы они могли пойти в дыхательную цепь, т.к. напрямую НАДН не может проникнуть через мембрану митохондрии.

Вчём суть их работы? Через систему «посредников» они превращают цитозольный НАДН в

Поддержи меня: 5469 3900

митохондриальный НАДН (малат-аспартатный челнок) либо в ФАДН2 (глицерол-3-фосфатный челнок).

Поддержи меня: 5469 3900

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ВЫХОД АЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ

Снова эти цифры…

32 АТФ

-2 + 2 х ( 2,5+1+1+2,5+7,5+1,5+1) =

Поддержи меня: 5469 3900

ацетил-S-КоА, при этом образуется 1

Поддержи меня: 5469 3900

ЭТАПЫ АЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ. СУММАРНОЕ УРАВНЕНИЕ

АЭРОБНОГО РАСПАДАГЛЮКОЗЫ.ПРЕИМУЩЕСТВААЭРОБНОГООКИСЛЕНИЯ.

ЭФФЕКТПАСТЕРА.

Мы уже это знаем, при аэробном окислении глюкозы этапы:

1)Гликолиз

a.Подготовительный (где мы теряем 2 АТФ)

b.Этап синтеза АТФ

2)Реакции пирувадегидрогеназы - синтез из пирувата ацетил-SКоа

3)Сгорание в ЦТК до CO2

ОБЩЕЕ УРАВНЕНИЕ АЭРОБНОГО ОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ:

Преимущества аэробного окисления очевидны – синтез огромного количества АТФ, целых 32 штуки из одной молекулы глюкозы. В процессах анаэробного метаболизма полное окисление органики до СО2 и Н2О невозможно, так как для этого нет достаточно хорошего окислителя. Поэтому в результате анаэробных процессов катаболизма — брожений — всегда получаются какие-то недоокисленные органические продукты (молочная кислота, масляная кислота, этиловый спирт и т.д.). Наличие же в окружающей среде кислорода позволяет разорвать все С-С-связи в органическом субстрате, окислить его до СО2 и Н2О и получить максимальное количество энергии.

В присутствии кислорода НАДН не отдаёт атомы водорода на продукты гликолиза, как это происходит при брожении. Вместо этого имеет место дальнейшее окисление пировиноградной кислоты до СО2 и Н2О (полное

Поддержи меня: 5469 3900

окисление органики). При этом выделяется гораздо больше энергии, чем в процессе анаэробного (бескислородного) окисления. Так происходит потому, что молекулярный кислород является хорошим окислителем, поэтому в реакциях кислородного окисления выделяется много энергии.

Поддержи меня: 5469 3900

ЭФФЕКТ ПАСТЕРА - это снижение потребления глюкозы и прекращение продукции молочной кислоты клеткой в присутствии кислорода.

Происходит это из-за конкуренции между двумя ферментными комплексами – пируватдегидрогеназой, превращаюшей пируват в ацетилSКоА, и лактатдегидрогеназой, превращающей пируват в лактат.

У пируватдегидрогеназы сродство к пирувату гораздо выше и в обычных аэробных условиях она окисляет большую часть пировиноградной кислоты. Как только поступление кислорода уменьшается (анемии, нарушение кровообращения, спазм сосудов, тромбозы и т.п.) происходит следующее:

моментально накапливающийся в митохондриях НАДН тормозит цикл трикарбоновых кислот, из-за аллостерической регуляции.

ацетил-S-КоА не входит в ЦТК и вместе с НАДН ингибирует пируватдегидрогеназу.

В этой ситуации пировиноградной кислоте не остается ничего иного как превращаться в молочную.

При наличии кислорода ингибирование пируватдегидрогеназы прекращается и она, обладая большим сродством к пирувату, выигрывает конкуренцию.

Поддержи меня: 5469 3900

Дополнительный интересный материал.

Отличной иллюстрацией к сказанному служит чувствительность миокарда и нейронов к недостатку кислорода:

Роль лактатдегидрогеназы в клетке

Внорме работу клеток нервной системы и миокарда при аэробных условиях обеспечивает большое количество митохондрий и поступление из крови субстратов для окисления – глюкозы, кетоновых тел, жирных кислот (только для миокарда), лактата, превращегося в пируват.

Воснове высокой чувствительности этих органов к отсутствию кислорода лежит отличие изоферментов лактатдегидрогеназы друг от друга. Рассмотрим это на примере ЛДГ-1 и ЛДГ-5.

Сердечный изофермент ЛДГ-1, обладая высоким сродством к молочной кислоте, переводит ее в пировиноградную, "стремясь" поднять концентрацию пирувата с целью его включения в цикл трикарбоновых кислот (только в аэробных условиях) и получения энергии для сокращения миокардиоцита. Поэтому миокард не образует лактат, но зато может использовать его для получения энергии, захватывая из крови, но только в аэробных условиях. Аналогично лактат используется нервной системой.

При нехватке кислорода свойства изофермента ЛДГ-1 не изменятся, он по-прежнему будет сдвигать реакцию в сторону продукции пировиноградной кислоты (на схеме "справа-налево"). Однако без кислорода "сгореть" в ЦТК пируват не может и выйти из клетки тоже не может, т.к. клеточные мембраны непроницаемы для него. Являясь кислотой, он закисляет цитозоль, изменяя активность ферментов и, возможно, как-то еще проявляет токсичность. Таким образом, происходят необратимые повреждения кардиомиоцита и нейрона – развивается инфаркт миокарда. или ишемический инсульт.

В тоже время изофермент скелетной мышцы ЛДГ-5 обладает высоким сродством к пирувату, при отсутствии кислорода в клетке быстро и эффективно превращает его в молочную кислоту, обратная же реакция практически не идет. Закисление саркоплазмы снижает работоспособность миоцита. Мышца, хоть и не в состоянии работать в таких условиях, все-таки сохраняет жизнеспособность. Но в клетке молочная кислота не накапливается – она легко проходит через клеточные мембраны и быстро удаляется из мышцы. После "отключки" скелетная мышца вновь становится работоспособной через несколько минут.

Таким образом, в анаэробных условиях сильнее всего будут страдать сердечная мышца и нервная система, что, собственно говоря, и наблю

Поддержи меня: 5469 3900

дается в медицинской практике.

Поддержи меня: 5469 3900

Мемный перерыв

Поддержи меня: 5469 3900

ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ.ЛОКАЛИЗАЦИЯ,СУБСТРАТЫ,ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬИФЕРМЕНТЫ.

Небольшое вступление…

До сих пор мы знакомились с тем, как главные типы питательных веществ - углеводы, жирные кислоты и аминокислоты,- расщепляясь, включаются по сходящимся катаболическим путям в цикл лимонной кислоты, чтобы передать свои богатые энергией электроны в дыхательную цепь. Перемещаясь по дыхательной цепи к кислороду, эти электроны поставляют энергию для синтеза АТФ. Теперь нам предстоит рассмотреть анаболические пути. На этих путях химическая энергия в форме АТФ и НАДН используется для синтеза клеточных компонентов из простых предшественников.

Катаболизм и анаболизм протекают одновременно; при этом поддерживается динамическое стационарное состояние, так что расщепление клеточных компонентов, обеспечивающее клетки энергией, уравновешивается биосинтетическими процессами, которые создают и поддерживают в живых клетках присущую им упорядоченность.

Здесь уместно вспомнить некоторые организационные принципы биосинтеза:

1.Пути биосинтеза и пути катаболизма расщепления тех или иных биомолекул, как правило, не идентичны. Эти пути могут включать какую-нибудь общую обратимую реакцию или даже несколько таких реакций, но у них всегда имеется хотя бы одна ферментативная стадия, по которой они различаются.

2.Биосинтетические пути и соответствующие им катаболические пути контролируются разными регуляторными ферментами.

3.Требующие затраты энергии биосинтетические процессы обязательно сопряжены с поставляющим энергию расщеплением АТФ, вследствие чего весь процесс в целом является практически необратимым, точно так же как в целом необратим катаболизм.

Поддержи меня: 5469 3900

Первый анаболический путь, который мы с вами рассмотрим, это путь ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА – центрального биологического пути, который в животных тканях приводит к образованию различных углеводов из неуглеводных предшественников.

У всех высших животных биосинтез глюкозы – абсолютно необратимый процесс, потому что она служит единственным или главным источников топлива для нервной системы (в том числе для мозга), а так же для почек, семенников, эритроцитов и для всех тканей эмбриона.

Важными предшественниками D-глюкозы являются лактат, пируват, глицерол, большинство аминокислот(кроме кетогенных лейцина и лизина) и промежуточные продукты цикла лимонной кислоты.

Кроме получения глюкозы, глюконеогенез обеспечивает и уборку

Из неуглеводных предшественников образуются так же и другие важные углеводы – гликопротеины, дисахариды, прочие моносахариды. Особенно важное значение имеет биосинтез гликогена, протекающий в печени и мышцах. Как мы помним, гликоген – это резервуар глюкозы.

Глюконеогенез протекает у животных главным образом в печени и значительно менее интенсивно – в корковом веществе почек.

Поддержи меня: 5469 3900

ПУТЬ ГЛЮКОНЕОЗЕНЕЗА.

Казалось бы, если мы синтезируем из глюкозы пируват там, лактат, почему бы нам просто не пройтись по этой цепочке гликолиза, которую мы уже знаем, в обратном направлении? Не всё так просто.

Гликолиз и глюконеогенез не идентичны, хотя и включают ряд общих этапов.

Семь ферментативных реакций гликолиза свойственны также и глюконеогенезу, все они легко обратимы. Однако мы помним, что в гликолизе были три необратимые реакции, которые по этой причине не могут использоваться в глюконеогенезе.

Поэтому глюконеогенез как бы обходит эти этапы. У него есть свои собственные реакции с другими ферментами.

Таким образом, и гликолиз, и глюконеогенез – процессы необратимые. Более того, эти процессы регулируются независимо друг от друга, т.е. их регуляция осуществляется через те ферментативные этапы, которые не являются общими для двух путей, те самые «обходные» реакции глюконеогенеза и необратимые реакции гликолиза.

Как известно, в гликолизе существуют три необратимые реакции: пируваткиназная (десятая), фосфофруктокиназная (третья) и гексокиназная (первая). В этих реакциях происходит высвобождение энергии для синтеза АТФ. Поэтому в обратном процессе возникают энергетические барьеры, которые клетка обходит с помощью дополнительных реакций.

Глюконеогенез включает все обратимые реакции гликолиза, и особые обходные пути, т.е. он не полностью повторяет реакции окисления глюкозы. Его реакции способны идти во всех тканях, кроме последней глюкозо-6-фосфатазной реакции, которая идет только в печени и почках. Поэтому, строго говоря, глюконеогенез идет только в этих двух органах.

Поддержи меня: 5469 3900

I обходной путь

Превращение пирувата в фосфоенолпируват

Итак вспоминаем, последняя реакция гликолиза – образование пирувата из

фосфоенолпирувата. Соответственно, обратная реакция должна быть первой реакцией

глюконеогенеза.

НО мы не можем преобразовать пируват в фосфоенолпируват просто присоединив к нему АТФ. Вместо этого фосфорилирования пирувата достигается обходным путём.

Первый этап этого обходного пути катализируется митохондриальной пируваткарбоксилазой – ферментом, содержащим биотин, катализирующий образование оксалоацетата из пирувата – основной анаплеротической(пополняющей) реакции Цикла Кребса.

Второй этап – оксалоацетат, образовавшийся в митохондрии из пирувата, восстанавливается за счёт

НАДН в МАЛАТ под действием малатдегидрогеназы. Ничего не напоминает?))

Мы помним даже не знаю откуда)0)0 что малат, в отличии от оксалоацетата, может спокойно покидать митохондрию антипортом и поступать в цитоплазму.

Поддержи меня: 5469 3900

Здесь, в цитоплазме, он окисляется под действием НАД-зависимой малатдегидрогеназы с образованием

оксалоацетата, только теперь уже внемитохондриального.

Поддержи меня: 5469 3900

Получается, что так как мы не могли перенести оксалоацетат из митохондрии в цитоплазму, мы одной реакцией превратили его в малат, который может проникать через митохондриальную мембрану, и когда уже он попал в цитоплазму, снова превратили его в оксалоацете.

Повернуть малатдегидрогеназную реакцию ЦТК вспять позволяет избыток НАДН в митохондриях. НАДН поступает из β-окисления жирных кислот, активируемого в гепатоците при голодании.

Третий этап – на образовавшийся оксалоацет действует фосфоенолпируваткарбоксилаза, требующая ионы Mg2+. Продуктом реакции является фосфоенолпируват, а источником фосфата – ГТФ.

ИТАК, на образование фосфоенолпирувата из пирувата мы потратили энергию двух макроэргических соединений – 1 АТФ и 1

Поддержи меня: 5469 3900

II обходной путь

Превращение фруктозо-1,6-дифосфата в фруктозо-6-фосфат.

Здесь принимает участие фермент фруктозодифосфатаза, которая катализирует практически необратимый гидролиз фруктозо- 1,6- дифосфата с отщеплением фосфатной группы в положении 1, что приводит к образование фруктозо-6- фосфата.

Этот фермент есть в почках, печени, поперечно-полосатых мышцах. Таким образом, эти ткани способны синтезировать фруктозо-6-фосфат и глюкозо-6-фосфат.

III обходной путь

Образование глюкозы из глюкозо-6-фосфата

Это последняя реакция глюконеогенеза – синтез глюкозы из глюкозо- 6-фосфата. Это осуществляет глюкозо-6-фосфатаза, катализирующая эту необратимую гидролитическую реакцию.

Это Mg2+ зависимый фермент, обнаруживающийся в той фракции

печени, которая содержит эндоплазматический ретикулум.

ВАЖНО: глюкозо-6-фосфатаза отсутствует в таких тканях как мозг и мышцы, так что они не поставляют в кровь свободную глюкозу.

Поддержи меня: 5469 3900

После еды, содержащей углевод, уровень глюкозы в крови повышается. Часть глюкозы из рациона откладывается в печени в виде гликогена. Через 2-3 часа голодания гликоген начинает распадаться в процессе гликогенолиза, и глюкоза поступает в кровь. Когда запасы гликогена уменьшаются, триацилглицерины жировой ткани так же распадаются, обеспечивая организм жирными кислотами как альтернативным топливом и глицерином для синтеза глюкозы путём глюконеогенеза. Аминокислоты также высвобождаются из мышц и являются «глюконеогенами».

Во время ночного голодания уровень глюкозы в крови поддерживается и гликогенолизом, и глюконеогенезом. Однако, примерно через 30 часов голодания, запасы гликогена в печени в основном истощаются.

Получается,чтоглюконеогенезпридлительномголодании–единственный

Напомню, что мышцы не используют гликоген для поддержания уровня глюкозы в крови, т.к. у них нет фермента – глюкозо-6-фосфатазы, поэтому не образуется свободная глюкоза. Мышцы могут только запасать, но не делиться.

Поддержи меня: 5469 3900

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЗАТРАТЫ

Глюконеогенез необходим, но сопряжён с большими энергетическими затратами.

Реакции биосинтеза, ведущие от пирувата к глюкозе, можно выразить суммарным уравнением:

Итак, для образования из пирувата одной молекулы глюкозы израсходовать шесть высокоэнергетических фосфатных групп:

4 из АТФ

2 из ГТФ Глюконеогенез – энергозатратный процесс.

Кроме того, для восстановления двух молекул 1,3- дифосфоглицерата необходимы 2 молекулы НAДH. В то же время для гликолиза нужны лишь 2 молекулы ATФ. По этой причине синтез глюкозы из пирувата является затратным процессом.

Большая часть энергитических затрат связаны с необходимостью обеспечить

необратимость процесса глюконеогенеза.

Поддержи меня: 5469 3900

РОЛЬГЛИКОЛИЗАИГЛЮКОНЕОГЕНЕЗАВМЕТАБОЛИЗМЕПЛОДАИНОВОРОЖДЕННЫХ

Вподдержании 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.

Впоследнюю 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.

Таким образом, плод практически целиком зависит от уровня глюкозы в крови матери, так как сам активно ее образовывать не может.

Если же потребности тканей плода не могут быть обеспечены из-за гипогликемии у матери или плацентарной недостаточности, то плод может использовать альтернативные источники энергии, такие как кетоновые тела, полученные при окислении жирных кислот.

При длительно сохраняющемся низком поступлении глюкозы ткани плода начинают продукцию глюкозы, сначала путем гликогенолиза, а затем и глюконеогенеза. Кроме того, происходят комплексные изменения в метаболизме глюкозы, влияющие на рост и развития плода и имеющие непредсказуемые метаболические изменения в последующем

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.

Поддержи меня: 5469 3900

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

Поддержи меня: 5469 3900

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 грудном возрасте. Обмен галактозы у новорожденных интенсивнее, чем у взрослых.

Поддержи меня: 5469 3900

РЕЦИПРОКНАЯРЕГУЛЯЦИЯГЛИКОЛИЗАИГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА

ГОРМОНАЛЬНАЯ – РОЛЬ ИНСУЛИНА, АДРЕНАЛИНА, КОРТИЗОЛА, ГЛЮКАГОНА

ГЛИКОЛИЗ: В печени стимулируется инсулином, повышающим количество ключевых ферментов гликолиза (гексокиназы, фосфофруктокиназы, пируваткиназы).

Адреналин ингибирует гликолиз в печени, подобно глюкагону. Однако он оказывает слабовыраженное активирующее действие на гликолиз в мышцах. Кроме этого, адреналин активирует распад жиров (липолиз), гликогена и глюконеогенез.

Кортизол ингибирует гликолиз и активирует катаболические процессы в организме: распад гликогена, жиров, белков.

В печени активность глюкокиназы, кроме инсулина, регулируется другими гормонами:

активацию вызывает андрогены,

подавляют ее активность глюкокортикоиды и эстрогены.

Вдругих тканях активность гексокиназ

Поддержи меня: 5469 3900

повышается тиреоидными гормонами,

снижается – глюкокортикоидами и соматотропином

Поддержи меня: 5469 3900

ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ: Гормональная активация осуществляется глюкокортикоидами, которые увеличивают синтез пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируват-карбоксикиназы, фруктозо-1,6- дифосфатазы.

Глюкагон стимулирует те же самые ферменты через аденилатциклазный механизм путем фосфорилирования (через протеинкиназу А)

АЛЛОСТЕРИЧЕСКАЯ – РОЛЬ АТФ, АДФ, АМФ, ЦИТРАТА, ЖИРНЫХ КИСЛОТ, ГЛЮКОЗО-6- ФОСФАТА, ФРУКТОЗО-6- ФОСФАТА, ФРУКТОЗО-1,6-ДИФОСФАТА, АЦЕТИЛ-SКОА

(я тут очень сильно намучилась, потому что инфа везде разная и её мало, но в итоге вышло очень здорово я собой довольна хочу чтобы вы это заценили кхкхкхкххк)

Важный момент: гликолиз и глюконеогенез – процессы, которые должны регулироваться независимо. То есть мы должны иметь возможность, в зависимости от того, чем сейчас занимается наш организм – работает или отдыхает, включить и выключать эти два процесса соответственно. Но мы должны делать это согласованно, чтобы не было ситуации, когда и гликолиз, и глюконеогенез включены, или наоборот, выключены.

Должна быть согласованная, но независимая регуляция.

Вот так вот согласованный механизм регуляции гликолиза и глюконеогенеза называется реципроктным. То есть эффекторы для ферментов разные, но берутся из общего пула. Например, не может у нас быть в клетке много и АТФ, и АМФ одновременно. У нас один, единственный пул адениловых нуклеотидов.

Поддержи меня: 5469 3900

РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОЛИЗА

Как я уже говорила, регуляцию мы производим на тех стадиях, которые являются необратимыми. То есть регуляцию гликолиза мы будем осуществлять путём аллостерического взаимодействия с ферментами, катализирующими необратимые реакции. Всего таких три:

ПЕРВЫЙ РЕГУЛЯТОРНЫЙ ПУНКТ – первая реакция гликолиза.

Тут всё достаточно просто: продукт – глюкозо-6-фосфат – аллостерически ингибирует фермент гексокиназу (или глюкокиназу, если в печени)

ВТОРОЙ РЕГУЛЯТОРНЫЙ ПУНКТ – третья реакция гликолиза.

Фермент – фосфофруктокиназа, и для неё мощным ингибитором будет АТФ, цитрат (который образуется в цикле Кребса), жирные кислоты. А вот мощный активатор – АМФ, и несложно догадаться почему. Если в клетке накапливается много АМФ, значит очень активно расщепляется АТФ, а это говорит нам о том, что в клетке идёт какой-то энергозатратный процесс, поэтому необходимо пополнять энергетические запасы – расщеплять глюкозу, то бишь, запускать гликолиз.

ТРЕТИЙ РЕГУЛЯТОРНЫЙ ПУНКТ – последняя, десятая реакцию гликолиза.

Превращение фосфоенолапирувата в пируват. Фермент: пируваткиназа. Его ингибиторы: ацетил-КоА, жирные кислоты (если много эфиров жирных кислот, значит у клетки много энергии, надо приостановить катаболические процессы).

Поддержи меня: 5469 3900

РЕГУЛЯЦИЯ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА

Первая реакция глюконеогенеза – это реакция, катализируемая пируваткарбоксилазой – превращение пирувата в оксалоацетат.

Положительный аллостерический модулятор для пируваткарбоксилазы – Ацетил-SКоА.

Биосинтез глюкозы из пирувата усиливается каждый раз, когда в клетке накапливается Ацетил-SКоА

– больше, чем требуется в данный момент для ЦТК.

Ацетил-SКоА служит так же отрицательным модулятором пируватдегидрогеназного комплекса, т.е. его накопление угнетает окисление пирувата до ацетил-КоА и способствует биосинтетическому превращению пирувата в глюкозу.

Второй регуляторный пункт: реакция, катализируемая фруктозо-1,6-дифосфатазой.

Эта реакция ингибируется АМФ и активируется АТФ. При низкой концентрации АМФ и высоком уровне АТФ происходит стимуляция глюконеогенеза. И наоборот, когда отношение концентрации АТФ к АМФ мало, в клетке происходит расщепление глюкозы.

Таким образом, количество глюкозы в крови, оттекающей от печени, зависит в основном от двух взаимосвязанных процессов: гликолиза и глюконеогенеза, которые в свою очередь регулируются ключевыми ферментами.

Следует отметить, что между гликолизом, интенсивно протекающим в мышечной ткани при ее активной деятельности, и глюконеогенезом, особенно характерным для печени, существует тесная взаимосвязь. При максимальной активности мышц в результате усиления гликолиза образуется избыток лактата, диффундирующий в кровь, а в печени значительная его часть превращается в глюкозу (глюконеогенез). Такая глюкоза затем может быть использована как энергетический субстрат, необходимый для деятельности мышечной ткани.

Поддержи меня: 5469 3900

С днём таблиц!!!

РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОЛИЗА И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА В ПЕЧЕНИ:

Поддержи меня: 5469 3900

ГЛЮКОЗО-ЛАКТАТНЫЙ ЦИКЛ (ЦИКЛ КОРИ), ЕГО ЗНАЧЕНИЕ ПРИ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТЕ. ИСТОЧНИКИМОЛОЧНОЙКИСЛОТЫВ ОРГАНИЗМЕ.

Глюкозо-лактатный цикл – это циклический процесс, объединяющий реакции глюконеогенеза и реакции анаэробного гликолиза. Глюконеогенез происходит в печени, субстратом для синтеза глюкозы является лактат, поступающий в основном из эритроцитов или мышечной ткани.

Глюкозо-лактазный цикл или Цикл Кори открыла чешская ученая, лауреат Нобелевской премии Тереза Кори.

Он представляет собой биохимический транспорт лактата из мышц в печень и дальнейший синтез глюкозы из лактата, катализируемый ферментами глюконеогенеза.

ИСТОЧНИКИ ЛАКТАТА:

1)ЭРИТРОЦИТЫ У эритроцитов анаэробный гликолиз – единственный способ образования энергии(т.к. нет

митохондрий), поэтому там непрерывно образуется молочная кислота.

2)СКЕЛЕТНЫЕ МЫШЦЫ

В скелетных мышцах высокое накопление молочной кислоты (лактата) является следствием гликолиза при очень интенсивной работе, при этом внутриклеточный рН снижается до 6,3-6,5. Но даже при работе низкой и средней интенсивности в скелетной мышце всегда образуется некоторое количество лактата.

При накоплении лактата в мышцах возникает лакто-ацидоз, раздражаются чувствительные нервные окончания, что вызывает боль в мышцах.

Поддержи меня: 5469 3900

ГЛЮКОЗО-АЛАНИНОВЫЙЦИКЛ,ЕГОЗНАЧЕНИЕПРИФИЗИЧЕСКОЙРАБОТЕ

И ГОЛОДАНИИ

Функции Глюкозо-аланинового цикла или Цикла Кэхилла:

1)Утилизация токсичных азотных отходов из мышцы в печень

2)Получение небольшого количества глюкозы (по сравнению с циклом Кори)

Во время интенсивной мышечной работы (на самом деле и при голодании) в миоците распадаются белки, при этом вполне ожидаемо образуются аминокислоты.

Аминокислоты подвергаются окислительному дезаминированию с образованием аммиака (аминокислоты обычно - валин, изолейцин, лейцин).

Аммиак очень опасен, поэтому необходимо как-то его обезвредить. В мышцах ферментов для утилизации аммиака нет, зато печень в этом специалист.

Для этого нам необходимо доставить аммиак в печень, и делать мы это будем через аланин. Вопрос – как?

При гликолизе в мышце образуется пируват, который вступает в реакцию трансаминирования с глутаматом,

Поддержи меня: 5469 3900

т.е. происходит перенос аминогруппы с глутамата на пируват. Фермент – аланинаминотрансфераза (АЛТ). При этом глутамат превратился в α-Кетоглутарат, а пируват – в аланин.

Поддержи меня: 5469 3900

Аланин является транспортной формой аминного (аминокислотного) азота и пирувата из мышцы в печень.

В гепатоците уже идёт обратная реакция трансаминирования, и аминогруппа через глутамат передаётся на синтез мочевины, а пируват, конечно, используется для синтеза глюкозы в процессах глюконеогенеза.

ОСОБЕННОСТИМЕТАБОЛИЗМАГЛЮКОЗЫВПЕЧЕНИ,МОЗГЕ,СКЕЛЕТНЫХМЫШЦАХ,

ЖИРОВОЙТКАНИ,ЭРИТРОЦИТАХ

МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ

Основная роль печени в углеводном обмене – обеспечение постоянства концентрации глюкозы в крови. Это обеспечивается регуляцией между синтезом и распадом гликогена, активно депонируемого в печени. Синтез гликогена из глюкозы обеспечивает (в норме) временный резерв углеводов, необходимый для поддержания концентрации глюкозы в крови

– это происходит при гипергликемии.

Когда же наступает ужасный момент (вы не поели) и возникает гипогликемия (пониженная концентрация глюкозы в крови), происходит распад гликогена до глюкозы, и только печень может образовать глюкозу и выпустить её обратно в кровоток, чтобы контролировать концентрацию глюкозы в крови, ведь только у неё есть фермент глюкозо-6-фосфатаза, который превращает глюкозо-6-фосфат в глюкозу.

МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В МОЗГЕ

Основной субстрат для питания клеток мозга – это глюкоза. Только глюкоза проникает через гематоэнцефалический барьер с помощью не требующей энергии системы облегченного транспорта, которая при физиологической концентрации глюкозы в крови ускоряет ее проникновение, по сравнению с другими гексозами, примерно в 16 раз.

Поддержи меня: 5469 3900

В связи с ее быстрым поступлением в головной мозг глюкоза в физиологических условиях является практически почти единственным субстратом. Однако в головной мозг могут диффундировать и транспортироваться через гематоэнцефалический барьер также и кетоновые тела, обеспечивающие увеличение резерва топлива для мозга при повышении

Поддержи меня: 5469 3900

содержания в крови бета-гидроксибутирата, ацетоацетата и других кетонов при таких состояниях, как голодание, высокое содержание жиров в пище или кетоацидоз. Во время голодания выработка глюкозы печенью, действительно, может уменьшиться ниже уровня, необходимого для удовлетворения потребностей мозга в субстрате; в таких случаях утилизация кетонов может обеспечить мозгу до 30% топлива, необходимого для окислительного метаболизма.

Гипогликемия лишает головной мозг субстрата, необходимого для дыхания, и можно было бы полагать, что она нарушает церебральный метаболизм, снижая, как и гипоксия, снабжение головного мозга энергией. Это оказалось справедливым для очень тяжелой или продолжительной гипогликемии.

Однако при менее серьезном или преходящем ограничении поступления глюкозы функции и метаболизм головного мозга угнетаются прежде, чем можно обнаружить уменьшение уровня АТФ в ткани мозга.

Вскоре после открытия инсулина стало ясно, что гипогликемическая кома может длиться примерно в течение часа, не приводя к каким-либо остаточным неврологическим последствиям пли структурным поражениям головного мозга.

МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В МЫШЦАХ

При работе умеренной интенсивности мышца может покрывать свои энергетические затраты за счет аэробного распада глюкозы. Однако при больших нагрузках, когда возможность снабжения кислородом отстает от потребности в нем, мышца вынуждена использовать гликолитический путь снабжения энергией. При интенсивной мышечной работе скорость расщепления гликогена или глюкозы с образованием молочной кислоты увеличивается в сотни раз. Соответственно содержание молочной кислоты в мышечной ткани может повышаться до 1,0–1,2 г/кг и более. С током крови значительное количество молочной кислоты поступает в печень (Цикл Кори), где ресинтезируется в глюкозу и гликоген(глюконеогенез) за счет энергии окислительных процессов.

Что ещё хочу заметить: мышцы, хоть и менее активно, в отличии от печени, но всё же запасают гликоген. От печени их отличает то, что распад этого гликогена идёт только на покрытие собственных нужд, в то время как

Поддержи меня: 5469 3900

печень регулирует уровень глюкозы в крови во всём организме.

Поддержи меня: 5469 3900

МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В ЖИРОВОЙ ТКАНИ

В адипоцитах для обеспечения реакций синтеза жира распад глюкозы идёт по двум путям: гликолиз, обеспечивающий образование глицерол-3-фосфата и ацетил-КоА, и пентозофосфатный путь, окислительные реакции которого обеспечивают образование НАДФН, служащего донором водорода в реакциях синтеза жирных кислот.

МЕТАБОЛИЗМ ГЛЮКОЗЫ В ЭРИТРОЦИТАХ

Единственный источник энергии для эритроцитов – глюкоза. В эритроцитах катаболизм глюкозы обеспечивает сохранение структуры и функции гемоглобина, целостность мембран и образование энергии для работы ионных насосов. Глюкоза поступает в эритроциты путём облегчённой диффузии с помощью ГлюТ2.

И так как в эритроцитах нет митохондрий, гликолиз так может протекать только анаэробный, т.е. с образованием лактата. Лактат выходит в кровяное русло и используется в других клетках, прежде всего в гепатоцитах (цикл Кори).

Важная особенность анаэробного гликолиза в эритроцитах по сравнению с другими клетками - присутствие в них фермента бисфосфоглицератмутазы. Бисфосфоглицератмутаза катализирует образование 2,3- бисфосфоглицерата из 1,3- бисфосфоглицерата.

Образующийся только в эритроцитах 2,3-бисфосфоглицерат служит важным аллостерическим регулятором связывания кислорода гемоглобином. Глюкоза в эритроцитах используется и в пентозофосфатном пути, окислительный этап которого обеспечивает образование кофермента НАДФН, необходимого для восстановления глутатиона.

Поддержи меня: 5469 3900

ДОРОГИЕ ДРУЗЬЯ ВСЁ!

Напоминаю, что все прекрасные иллюстрации – дело рук Светы Логуновой https://vk.com/ssvv201

Курина Таня,

2.2.15 Инст -

@tanissimoo,

Вк - https://vk.com/tanissimooo

РНИМУ им.Пирогова

Поддержи меня: 5469 3900

ПЕНТОЗОФОСФАТНЫЙПУТЬ.МЕТАБОЛИЗМ

ГАЛАКТОЗЫ ИФРУКТОЗЫ.РЕГУЛЯЦИЯУРОВНЯ

ГЛЮКОЗЫВКРОВИ

Дисклеймер:Основано на реальных событиях методе Тимина, Северине,Ленинжере, Википедии, куче других источников и моих псевдознаниях.

Последняя тема безумно увлекательного модуля (хватит так смотреть на меня) Всем удачи на предстоящем колке )0)0)))))

p.s.: по методе разбросаны любимые мемы Dd SS (мы со Светой очень

тебя любим) Есть тут ещё фанаты БДСМ?...

Иллюстрации, как обычно, моя любимая https://vk.com/ssvv201

вк:- https://vk.com/tanissimooo (Здесь вы можете

не только полайкать меня, но и найти остальные

Спасти автора от вебкама: 5469 3900

методички на стене)

Спасти автора от вебкама: 5469 3900