Регуляция общего пути катаболизма

Окислительное декарбоксилирование ПВК. По механизму «обратной связи» работу пируватдегидрогеназного комплекса ингибируют конечные продукты окислительного декарбоксилирования - ацетил-KоА, НАДН + Н⁺, а также АТФ. Увеличивает активность комплекса пировиноградная кислота.

Также имеется регуляция со стороны гормонов: инсулин увеличивает активность комплекса, глюкагон - снижает.

Цикл Кребса регулируется по механизму «отрицательной обратной связи» с участием аллостерических ферментов.

НАДН ингибируют НАД-зависимые дегидрогеназы цикла. При уменьшении расхода АТФ активность дыхательной цепи снижается (дыхательный контроль), концентрация НАДН в клетке повышается, и ингибирование реакций 3, 4 и 8 ЦТК снижает активность цикла Кребса в целом.

Контрольные вопросы

1. Дайте определение понятиям "метаболизм", "катаболизм", "анаболизм".

2. Перечислите органоиды катаболической и анаболической систем.

3. Какие основные этапы включает катаболизм?

4. Приведите схему окислительного декарбоксилирования пировиноградной кислоты.

5. Охарактеризуйте строение пируватдегидрогеназного комплекса.

6. Приведите общую схему цитратного цикла. Какие ферменты катализируют превращения субстратов в этом цикле?

7. Как происходит регуляция окислительного декарбоксилирования пирувата и цикла Кребса?

8. Какова роль и энергетическая ценность общего пути катаболизма?

9. Что понимают под энергетическим зарядом клетки?

10. Какие вам известны пути ресинтеза АТФ?

11. Поясните механизм действия дыхательной цепи.

12. Перечислите формы гипоэнергетических состояний и их причины.

13. Что такое разобщение дыхания и фосфорилирования, в чем его биологическая роль?

14. Приведите примеры свободнорадикальных процессов в клетке, охарактеризуйте их значение для организма.

7. Обмен углеводов

7.1. Переваривание углеводов

Углеводы пищи - источник углеводов организма. Норма потребления – 400-500 г в сутки. Углеводы дают основное количество калорий, необходимых человеку. Функции углеводов в организме: энергетическая, защитная, используются для синтеза НК.

Крахмал - форма накопления глюкозы растениями; лактоза содержится в грудном молоке; глюкоза и фруктоза - в меде и фруктах; мальтоза поступает с продуктами, в которых крахмал частично гидролизован, например с солодом.

Норма потребления углеводов - 400-500 г/сутки, с ними поступает основное количество калорий, необходимое человеку.

Пищевые поли- и дисахариды подвергаются ферментативному перевариванию в пищеварительном тракте, где происходит ферментативный гидролиз гликозидных связей. Образуются моносахариды, которые всасываются, поступают в кровь и ткани.

Крахмал частично переваривается в ротовой полости -амилазой слюны, расщепляющей -1,4-гликозидные связи. Образуются декстрины и мальтоза.

Желудочный сок не содержит ферментов, расщепляющих пищевые углеводы. Амилаза слюны в желудке инактивируется, т.к. рН(желуд.сока)  2,а рН-оптимум амилазы слюны = 6,7. Внутри пищевого комка амилаза некоторое время действует.

Панкреатическая амилаза гидролизует крахмал в верхнем отделе тонкой кишки путем последовательного отщепления дисахаридных остатков. Образуются мальтоза и изомальтоза.

Мальтоза, изомальтоза, сахароза, лактоза гидролизуются гликозидазами на поверхности клеток тонкой кишки до мономеров (мальтоза – ферментом мальтазой до глюкозы).

Целлюлоза не расщепляется в желудочно-кишечном тракте: у человека не вырабатывается фермент, гидролизующий -1,4-глико-зидные связи. Непереваренная целлюлоза растительной пищи способствует нормальной перистальтике кишечника.

Транспорт глюкозы через мембрану происходит путем облегченной диффузии или активного транспорта.

Na⁺-глюкозный ко-транспортер, или симпортер, осуществляет вторично-активный транспорт глюкозы. Градиент концентрации Na⁺ поддерживается посредством работы Na⁺, K⁺-зависимой АТФазы. Подобным образом транспортируется и галактоза.

Глюкоза может транспортироваться через мембрану также путем облегченной диффузии с помощью белков-переносчиков. Существуют пять типов глюкозотранспортеров (ГЛЮТ). Скорость трансмембранного потока глюкозы зависит от градиента ее концентрации. Исключение – клетки мышц и жировой ткани, где находятся инсулинзависимые переносчики. В отсутствие инсулина мембрана непроницаема для глюкозы.

Фруктоза также всасывается путем облегченной диффузии.

Наследственные или приобретенные дефекты ферментов, гидролизующих углеводы, - одна из причин нарушения пищеварения. Накопление непереваренных углеводов повышает приток воды в просвет кишечника, что вызывает спазмы и диарею. Действие бактерий на негидролизованные углеводы приводит к метеоризму.

Большая часть глюкозы (90%) поступает с кровью через воротную вену в печень. В клетке глюкоза фосфорилируется (активная форма) и подвергается дальнейшим превращениям.