Аэробный гликолиз (гексозодифосфатный путь)

ГЕКСОЗОДИФОСФАТНЫЙ ПУТЬ.

Это классический путь аэробного катаболизма углеводов в тканях протекает в цитоплазме до стадии образования пирувата и завершается в митохондриях с образование конечных продуктов СО₂ и Н₂О

Когда в клетки начинает поступать кислород- происходит подавление анаэробного гликолиза. При этом снижается потребление глюкозы, блокируется образование лактата. Эффект торможения анаэробного гликолиза дыханием получил название эффекта Пастера. Окисление углеводов до стадии образования пирувата происходит в цитоплазме клеток. Затем пируват поступает в митохондрии, где в матриксе подвергается дальнейшему окислению. В результате реакции окислительного декарбоксилирования образуется ацетил-КоА который, в дальнейшем окисляется с участием ферментов цикла Кребса и сопряженных с ним ферментов дыхательной цепи митохондрий (ЦПЭ). Происходит образование конечных продуктов (СО₂ иН₂О), выделяется энергия в форме АТФ. Н₂О образуется на этапе превращения:

1. ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТА

2. 2-ФОСФОГЛИЦЕРИНОВОЙ КИСЛОТЫ

3. ПИРУВАТА

4. Альфа- КЕТОГЛУТАРОВОЙ КИСЛОТЫ

5. СУКЦИНАТА

4.ИЗОЦИТРАТА

7. МАЛАТА

СО2 образуется на этапе превращения:

1. ПИРУВATА

2. ОКСАЛОСУКЦИНАТА

3. Альфа - КЕТОГЛУТАРОВОЙ КИСЛОТЫ. АТФ образуется:

А. За счёт реакций СУБСТРАТНОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ на этапе превращения:

1. 1,3-ДИФОСФОГЛИЦЕРИНОВОЙ К-ТЫ

2. 2-ФОСФОЕНОЛПИРУВАТА

3. СУКЦИНИЛА-КОА

В. За счёт реакций ОКИСЛИТЕЛЬНОГОФОСФОРИЛИРОВАНИЯ на этапе превращения:

1. ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТА

2. ПИРУВАТА

3. ИЗОЦИТРАТА

4. альфа – КЕТОГЛУТАРОВОЙ КИСЛОТЫ

5. СУКЦИНАТА

6. МАЛАТА.

Энергетический эффект окисления глюкозы в аэробных условиях составляет 38 АТФ, глюкозного остатка гликогена 39 АТФ.

рис. Аэробный распад глюкозы

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел

Гексозомонофосфатный путь

ГЕКСОЗОМОНОФОСФАТНЫЙ ПУТЬ ПРЕВРАЩЕНИЯ ГЛЮКОЗЫ

В ТКАНЯХ, ХИМИЗМ РЕАКЦИЙ.

Окисление глюкозы по этому пути протекает в цитоплазме клеток и представлено двумя последовательными ветвями: окислительной и неокислительной. Особенно активно этот путь протекает в тех органах и тканях, в которых активно синтезируются липиды (печень, почки, жировая и эмбриональная ткань, молочные железы).

Биологическая роль этого пути окисления глюкозы связывается прежде всего с производством двух веществ:

1.НАДФ*Н₂, который в отличие от НАДН₂ , не окисляется в дыхательной цепи митохондрий, а используется в клетках в реакциях синтеза и восстановления и гидроксилирования веществ.

2.РИБОЗО-5-ФОСФАТ и его производные, которые используются в клетке для синтеза важнейших биологических молекул: нуклеиновых кислот (ДНК, РНК), нуклеозидтрифосфатов(НТФ) коферментов (, НАД, ФАД, Н₅КОА).

Биологическая роль:1.АНАБОЛИЧЕСКАЯ.

2.ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ. При низком энергетическом статусе клетки излишки пентоз путём обратных реакций неокислительного пути превращаются в глицеральдегид-3-фосфат и фруктозо-6-фосфат которая затем включаются в анаэробный гликолиз, поддерживая биоэнергетику клеток в кризисных ситуациях.

Гексозомонофосфатный путь катаболизма глюкозы ещё обозначают как пентозный путь.

Окислительная стадия гексозомонофосфатного пути катаболизма глюкозы отличается от классического - гексозодифосфатного пути с этапа превращения глюкозо-6-фосфата:

рис. Окислительная стадия гексозомонофосфатного пути катаболизма глюкозы

 

 

Неокислительная стадия гексозомонофосфатного пути катаболизма глюкозы представлена двумя ТРАНСКЕТОЛАЗНЫМИ реакциями и одной ТРАНСАЛЬДОЛАЗНОЙ.

В результате этих реакций образуются субстраты для ГЛИКОЛИЗА, а также вещества характерные для ПЕНТОЗНОГО пути.

1. ТРАНСКЕТОЛАЗНЫЕ реакции:

 

2. ТРАНСАЛЬДОЛАЗНАЯ реакция:

А) СЕДОГЕПТУЛОЗО-7-Ф + ГЛИЦЕРАЛЬД-3-Ф = ФРУКТОЗО-6-Ф + ЭРИТРОЗО-4-Ф.

Баланс окислительной и неокислительной стадий гексозомонофосфатного пути превращения глюкозы можно записать в виде суммарного уравнения реакции.

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

Глюконеогенез

ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ

Основными источниками глюкозы для организма человека являются:

1. углеводы пищи;

2. гликоген тканей;

3. глюконеогенез.

ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ - это биосинтез глюкозы из неуглеводных предшественников, главными из которых являются ПИРУВАТ, ЛАКТАТ, ГЛИЦЕРИН, МЕТАБОЛИТЫ ЦТК КРЕБСА, АМИНОКИСЛОТЫ.

ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ возможен не во всех тканях. Главным местом синтеза глюкозы является печень, в меньшей степени процесс идёт в почках и слизистой кишечника. Биологическая роль глюконеогенеза заключается не только в синтезе глюкозы, но и в возвращении лактата, образованного в реакциях анаэробного ГЛИКОЛИЗА, в клеточный фонд углеводов. За счет этого процесса поддерживается уровень глюкозы в тканях в кризисных ситуациях (при углеводном голодании, сахарном диабете, тканевой гипоксии).

Большинство реакций ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА представляют собой обратные реакции ГЛИКОЛИЗА, за исключением трёх термодинамически необратимых: ПИРУВАТКИНАЗНОЙ, ФОСФОФРУКТОКИНАЗНОЙ, ГЕКСОКИНАЗНОЙ. Эти реакции при ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗЕ имеют обходные пути и связаны с образованием 2-фосфоенолпирувата, фруктозо-6-фосфата и глюкозы.

 

Обходные реакции

 

Образовавшаяся в реакциях глюконеогенеза, глюкоза может вновь участвовать в клеточном метаболизме как пластический, энергетический материал, откладываться про запас в виде гликогена.

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел