Роль печени в поддержании нормального уровня содержания глюкозы в крови.

Гликоген печени используется для поддержания относительного постоянства концентрации глюкозы в крови.

Печень обладает способностью реагировать на изменение концентрации сахара в крови. Обладая местным гомеостатическим механизмом, печень при уменьшении концентрации сахара в крови выделяет большее количество его за счет гликогенолиза, а при увеличении — меньшее; при значительной же гипергликемии печень использует глюкозу для синтеза гликогена и липидов.

35.. Глюконеогенез: начальные субстраты, клеточная локализация, реакции, ферменты и коферменты, биоэнергетика, регуляция, значение для организма (рассмотреть на примере глюконеогенеза из лактата).

Глюконеогенез -это образование глюкозы из таких неуглеводных предшественников,как лактата,промеж.продукты циклокарбон. К-т,глицерола,пропиата.

Процесс протекает в основном в печени и менее интенсивно в кор-ковом веществе почек, а также в слизистой оболочке кишечника. Первичными субстратами глюконеогенеза являются лактат, аминокислоты и глицерол

. Лактат является продуктом анаэробного гликолиза. Он образуется прилюбых состояниях организма (эритроциты, работающие мышцы). Таким

образом, лактат используется в глюконеогенезе постоянно.

• Глицерол высвобождается при гидролизе жиров в жировой ткани в период голодания или при длительной физической нагрузке.

• Аминокислоты образуются в результате распада мышечных белков ивключаются в глюконеогенез при длительном голодании или продолжительной мышечной работе.

Схема включения субстратов.

Цикл Кори обеспечивает утилизацию лактата, предотвращает накопление лактата и,как следствие этого, лактоацидоз(опасное снижение pH,когда равновесие в реакции пируват-лактат сдвигается в сторону лактата.

Реакции: Необратимые: 1,4,11,13!!!!

1)2ПВК+2АТФ+2СО2->(пируваткарбоксилаза)2 оксалоацетат+2фосфат неорганич.+2 АДФ

2)2 ацелоацетат+ 2 НАДН(Н+)->(малатдегидрогеназа) 2 малат+2НАД+

3)2 малат +2НАД+->(малатдегидрогеназа)2 ацелоацетат+2НАДН(Н+)

4)2 оксалоацетат+2 ГТФ->(фосфоенол-пируват-карбоксикиназа)2 фосфоенол-пируват+2ГДФ

5)2 фосфоенол-пируват->(енолаза)2 фосфоглицерат

6)2 фосфоглицерат->(фосфоглицератмутаза) 2 3-фосфоглицерат

7)2 3-фосфоглицерат +2АТФ->(фосфоглицераткиназа)2 1,3-дифосфоглицерат +2 АДФ

8)2 1,3-дифосфоглицерат +2 НАДН(Н+)->(глицеральдегид-3-фосфат-дегидрогеназа) 2 глицеральдегид-3-фосфат+2 фосфат нерганич.

9)Глицеральдегид-3-фосфат->(триозофосфат-изомераза) дигидрокси ацетон фосфат

10)Глицеральдегид-3-фосфат+дигидрокси-ацетон-фосфат->(фруктозодифосфат-альдалаза) фруктозо-1,6-дифосфат

11)Фруктозо-1,6-дифосфат+Н2О->(фруктозодифосфатаза) фруктозо-6-фосфат+фосфат неорганич.

12)Фруктозо-6-фосфат->(фосфоглико-изомераза) глюкозо-6-фосфат

13)Глюкозо-6-фосфат + Н2О->(глюкозо-6-фосфатаза) глюкоза+ фосфат неорганич.

Регуляция глюконеогенеза: Превращение метаболитов в глюконеогенезе связаны так,что один процесс активен,а второй неактивен. А вообще термодинамически выгодна их одновременная активация. 1.Ацетил-КоАактивирует,а АДФ ингибирует пируваткарбоксилазу(первый фермент глюконеогенеза). Когда в клетке накапливается митохондриальный ацетил-КоА,биосинтез глюкозы из пируватаусиливается.,одновременно подавляются окислительные декарбоксилирования пирувата. Скорость глюконеогенеза зависит от концентрации лактата и других предшественников глюкозы 2. Фруктоза-1,6-бисфосфотаза ингибируется АМФ. В тоже время АМФ является аллостерическим

активатором фосфофруктокиназы. При низкой концентрации АМФ и высокой концентрации АТФ происходит стимуляция глюконеогенеза. А когда величина АМФ низкая,в клетке наблюдается расщепление глюкозы. Фруктозо-2,6-бисфосфатаза активирует фосфо-фруктокиназу и ингибирует фруктозодифосфатазу

Роль глюконеогенеза в обмене углеводов: глюконеогенез не только обеспечивает органы и ткани глюкозой, но еще и перерабатывает образующийся в тканях лактат, препятствуя тем самым развитию лактат-ацидоза.

 

36. Глюконеогенез из глицерина.

Схема в 35 вопросе

37. Глюконеогенез из пировиноградной кислоты.

Первая необратимая реакция глюконеогенеза катализируется митохондриальной пируваткарбоксилазой, которая содержит в качестве кофермента витамин Н (биотин). В митохондриях этот фермент катализирует АТФ-зависимуюреакцию карбоксилирования пирувата, в ходе которой образуется оксалоацетат. Для оксалоацетата внутренняя мембрана митохондрий непроницаема, и транспорт его в цитоплазму происходит с помощью малатного челночного механизма.Митохондриальная малатдегидрогеназа восстанавливает оксалоацетат до малата, который может выходить в цитоплазму. Затем уже цитоплазматическая малатдегидрогеназа окисляет малат до оксалоацетата для последующего участия в реакции

После того как в мыщцах истощается запас гликогена, основным источникомпирувата становятся аминокислоты, образующиеся после деградации белков. При этом более 30% аминокислот, поступающих из крови в печень, приходится на аланин — одну из гликогенных аминокислот, углеродный скелет которой используется в печени как предшественник для синтеза глюкозы. Механизм превращения мышечных аминокислот в аланин, схема его участия в глюконеогенезе представлены в гл. 24. Другим источником пирувата является лактат, который накапливается в интенсивно работающих мышцах в процессе анаэробного гликолиза, когда митохондрии не успевают реокислить накапливающийся НАДН. Лактат транспортируется в печень, где снова превращается в пируват, а затем в глюкозу и гликоген.

Схема в 35 вопросе

38.. Глюконеогенез из глутаминовой кислоты.

39. Пентозофосфатный цикл: локализация процесса, реакции, ферменты и коферменты, биоэнергетика, регуляция, значение для организма …

представляет собой прямое окисление глюкозы и протекает в цитоплазме клеток. Наибольшая активность ферментов пентозофосфатного пути обнаружена в клетках печени, жировой ткани, коры надпочечников, молочной железы в период лактации, зрелых эритроцитах. Низкий уровень этого процесса выявлен в скелетных и сердечной мышцах, мозге, щитовидной железе, легких.

Пентозофосфатный путь выполняет в организме две важнейшие метаболические функции:

 он является главным источником НАДФН для синтеза жирных кислот, холестерола, стероидных гормонов, микросомального окисления; в эритроцитах НАДФН используется для восстановления глутатиона – вещества, препятствующего пероксидному гемолизу;

 он является главным источником пентоз для синтеза нуклеотидов, нуклеиновых кислот, коферментов (АТФ, НАД, НАДФ, КоА-SН и др.).

 

 Первой реакцией пентозофосфатного пути является ферментное дегидрирование глюкозо-6-фосфата в глюконолактон-6-фосфат, протекающее с участием НАДФ+ в качестве кофермента.

 Далее 6-фосфоглюконолактон гидратируется и превращается в 6-фосфоглюконовую кислоту

На следующей стадии 6-фосфоглюконат подвергается дегидрированию с участием НАДФ+-6-осфоглюконатдегидрогеназы и образованием 3-кето-6-фосфоглюконовой кислоты и НАДФН(Н+)

 Образовавшаяся 3-кето-6-фосфоглюконовая кислота декарбоксилируется с образованием D-рибулозо-5-фосфата и СО2.

6 молекул рибулозо-5-фосфата изомеризуется в 4 молекулы ксилулозо-5-фосфата и 2 молекулы рибозо-5-фосфата. В случае высокой потребности в рибозо-5-фосфата реакции пентозофосфатного пути заканчиваются образованием этих метаболитов, а при высокой потребности в НАДФН(Н+) – продолжается далее.

Рибулозо-5-фосфат при участии рибоизомеразы и ксилулозоэмпимеразы превращается в 2 молекулы рибозо-5-фосфата и 4 молекулы ксилулозо-5-фосфата

2 молекулы ксилулозо-5-фосфата взаимодействуют с 2 молекулами рибозо-5-фосфата в реакции, катализируемой транкетолазой. Коферментом транскетолазы является тиаминдифосфат. В результате реакций образуются 2 молекулы седогептулозо-7-фосфата, 2 молекулы 3-фосфоглицеральдегида и остается 2 молекулы ксилулозо-5-фосфата

На следующем этапе происходит взаимодействие 2 молекул 3-фосфоглицеральдегида с 2 молекулами седогептулозо-7-фосфатом, что сопровождается образованием 2 молекул эритрозо-4-фосфата и фрутозо6-фосфата.

Оставшиеся 2 молекулы ксилулозо-5-фосфата вступают в транскетолазную реакцию с 2 молекулами эритрозо-4-фосфата, в результате образуются 2 молекулы фруктозо-6-фостфата и 2 молекулы 3-фосфоглицеральдегида

2 молекулы 3-фосфоглицеральдегида с участием альдолазы конденсируется в фруктозо-1,6,-дифосфат.

Образовавшиеся 5 молекул фруктозо-6 фосфата изомеризуются в 5 молекул глюкозо-6-фосфата.

С глюкозо-6-фосфата начинаются реакции пентозофосфатного пути и поэтому его можно отнести к циклическим путям метаболизма.

 Из 6 молекул глюкозо-6-фосфата, поступивших в пентозофосфатный цикл, 5 молекул снова регенерируют в это соединение, кроме того, образуются 6 молекул СО2 и 12 НАДФН(Н+).