Полиоловый путь превращения глюкозы

Отдельное значение путь имеет в семенных пузырьках, которые синтезируют фруктозу для семенной жидкости. Сперматозоиды, находящиеся здесь, используют фруктозу в качестве основного энергетического субстрата, но при переходе в женские половые пути переключаются на глюкозу. Считается, что использование фруктозы повышает стабильность и предотвращает преждевременное разрушение акросомы спермия.

Клиническая значимость полиолового пути проявляется в инсулиннезависимых тканях, в которые глюкоза поступает неконтролируемо по градиенту концентрации – эндотелий, хрусталик глаза, клетки клубочков почек, но в первую очередь, нейроны. Путь активируется при гипергликемиях, когда поток глюкозы в клетки увеличивается и скорость синтеза сорбитола резко возрастает.

Накопление сорбитола в нейронах подавляет синтез циклического спирта инозитола, входящего в состав фосфолипидов и используемого при передаче гормонального сигнала, и снижает активность Na ⁺,K ⁺ -АТФазы, что нарушает проведение нервного импульса. Избыток в клетке осмотически активных сорбитола и фруктозы удерживает воду, изменяет форму клеток и их функциональную активность.

Избыточная работа альдозоредуктазы приводит к расходованию НАДФН в клетках, что подавляет ряд процессов, например

· восстановление глутатиона, используемого в антиоксидантной системе клеток и в метаболических процессах,

· реакцию синтеза вазодилататора оксида азота (NO),

· нейтрализация аммиака в реакции восстановительного аминирования α-кетоглутарата,

· микросомальное окисление.

Судьба глюкозы

После активации (фосфорилирования) глюкоза, в зависимости от условий и вида клетки, превращается по различным направлениям:

· часть глюкозы обязательно используется в энергетическом обмене, она сгорает в реакциях аэробного и анаэробного гликолиза для синтеза АТФ,

· при достаточно большом количестве глюкоза запасается в виде гликогена, к синтезу гликогена способны большинство тканей,

· в гепатоцитах (при высокой концентрации), в миоцитах и в адипоцитах глюкоза перенаправляется на синтез триацилглицеролов,

· в печени и иных тканях глюкоза используется для синтеза холестерола,

· при определенных условиях часть глюкозы идет в реакции пентозофосфатного пути, в котором образуются рибозо-5-фосфат и НАДФН,

· некоторая доля глюкозы используется для синтеза глюкозаминов и далее структурных или иных гетерополисахаридов.

Реакции превращения глюкозы в клетке

Гексокиназа - первый фермент метаболизма глюкозы

Наличие глюкозы в клетке обеспечивается, в первую очередь, облегченной диффузией ее из крови в цитозоль при участии специальных транспортных белков - глюкозных транспортеров (ГлюТ).

Активация глюкозы

После перемещения через мембраны глюкоза в цитозоле немедленно фосфорилируется ферментом гексокиназой, в связи с чем фермент образно называют " ловушка глюкозы ". Фосфорилирование глюкозы решает несколько задач:

· фосфатный эфир глюкозы не в состоянии выйти из клетки, так как молекула отрицательно заряжена и отталкивается от фосфолипидной поверхности мембраны,

· наличие заряженной группы обеспечивает правильную ориентацию молекулы в активном центре фермента,

· уменьшается концентрация свободной (нефосфорилированной) глюкозы в клетке, что способствует диффузии новых ее молекул из крови.

Дефосфорилирование глюкозы осуществляется глюкозо-6-фосфатазой. Этот фермент есть только в печени и почках. В эпителии канальцев почек работа фермента связана с реабсорбцией глюкозы. В гепатоцитах фермент необходим, когда печень поддерживает гомеостаз глюкозы в крови.