timin_o_a_lektsii_po_obschey_biokhimii (1) (832543), страница 36
Текст из файла (страница 36)
Для обеспечения реакций этого пути в клетках присутствует фермент альдозоредуктаза, которая превращает глюкозу в сорбитол. Обычно в данную реакцию попадает не более1% глюкозы, и она используется для получения фруктозы в процессе синтеза глюкозаминов.Отдельное значение путь имеет в семенных пузырьках, которые синтезируют фруктозудля 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 ипредотвращает 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, иснижает активность Na+,K+-АТФазы, что нарушает проведение нервного импульса. Избытокв клетке осмотически активных сорбитола и фруктозы удерживает воду, изменяет формуклеток и их функциональную активность.Также избыточная работа альдозоредуктазы приводит к расходованию НАДФН в клетках, что снижает активность ряда процессов, например, восстановление глутатиона в работеантиоксидантных систем, синтез вазодилататора оксида азота (NO), нейтрализация аммиака в реакции восстановительного аминирования α-кетоглутарата, микросомальное окисление.biokhimija.ruТимин О.А.
Лекции по общей биохимии (2018г)193СУДЬБ А И ИСТОЧНИКИ ГЛЮКОЗЫ В КЛЕТКЕНаличие глюкозы в клетке обеспечивается, в первую очередь, проникновением ее изкрови. Также почти все клетки имеют запасы гликогена, который используется как внутриклеточный резерв глюкозы. В то же время печеночные клетки и почки обладают способностью синтезировать глюкозу из неуглеводных компонентов (глюконеогенез).После проникновения в клетку глюкоза способна превращаться по различным направлениям:o часть глюкозы обязательно используется в энергетическом обмене, она сгорает в реакциях катаболизма для синтеза АТФ,o при достаточно большом количестве в клетке глюкоза запасается в виде гликогена, ксинтезу гликогена способны большинство тканей,o в гепатоцитах (при высокой концентрации) и в адипоцитах глюкоза перенаправляется насинтез триацилглицеролов и, например, в печени, на синтез холестерола,o при определенных условиях часть глюкозы идет в реакции пентозофосфатного пути, вкотором образуются рибозо-5-фосфат и НАДФН,o некоторая доля глюкозы используется для синтеза гликозаминов и далее структурныхили иных гетерополисахаридов.Ф ОС ФОР И ЛИ Р ОВ А НИ Е - ДЕ ФОС ФОРИ ЛИ Р ОВА Н И ЕГ ЛЮ К ОЗ ЫПопав в любую клетку, глюкоза немедленно фосфорилируется ферментом гексокиназой и уже не может выйти из клетки.
Поэтому гексокиназа получила название "ловушка дляглюкозы". Фосфорилирование глюкозы решает сразу несколько задач:o фосфатный эфир глюкозы не в состоянии выйти из клетки, так как молекула отрицательно заряжена и отталкивается от фосфолипидной поверхности мембраны,o наличие заряженной группы обеспечивает правильную ориентацию молекулы в активном центре фермента,o уменьшается концентрация свободной (нефосфорилированной) глюкозы, что способствует диффузии новых молекул из крови.Строение и обмен углеводов194Дефосфорилирование глюкозы осуществляется глюкозо-6-фосфатазой. Этот ферментесть только в печени и почках.
В эпителии канальцев почек работа фермента тесно связана среабсорбцией глюкозы и разных амино- и кетокислот (см "Глюконеогенез"). В гепатоцитахфермент необходим, т.к. печень поддерживает постоянство концентрации глюкозы в кровипри голодании и мышечных нагрузках.Особенности гексокиназыСуществуют принципиальные отличия метаболизма глюкозы в печени от других тканей.
Это объясняется рядом причин и, в частности, наличием в тканях различных изоферментов гексокиназы. Для печени характерен особый изофермент гексокиназа IV, получивший собственное название – глюкокиназа. Отличиями этого фермента от гексокиназдругих тканей являются:o низкое сродство к глюкозе (в 1000 раз меньше), что ведет к захвату глюкозы печеньютолько при ее высокой концентрации в крови (после еды). Иными словами, печень небудет использовать глюкозу, если её концентрация в крови невысока (в нормальномдиапазоне).o продукт реакции (глюкозо-6-фосфат) не ингибирует фермент, в то время как в другихтканях гексокиназа чувствительна к такому влиянию.
Это позволяет гепатоциту в единицу времени захватывать глюкозы больше, чем он может сразу же утилизовать,o чувствительность к действию инсулина – фермент активируется этим гормоном.Благодаря таким отличиям гепатоцит может эффективно захватывать глюкозу послееды, накапливать глюкозо-6-фосфат и, "не торопясь", метаболизировать его в любом направлении – синтез гликогена, пентозофосфатный путь, окисление до ацетил-SКоА, CO2 и H2O, исинтез липидов.М Е Т АБ О Л И З М Г Л И К О Г Е Н АНаибольшие запасы гликогена имеются в печени и скелетных мышцах, но вообщегликоген способен синтезироваться почти во всех тканях. Резервы гликогена в клетках используются в зависимости от их функциональных особенностей.7В мышцах количество гликогена снижается обычно только во время физическойнагрузки – длительной и/или напряженной.
Накопление гликогена здесь отмечается в период восстановления, особенно, если восстановление сопровождается приемом богатой углеводами пищи. И, конечно, количество гликогена в миоците снижается (как и во всех другихклетках) во время голодания.Гликоген печени расщепляется при снижении концентрации глюкозы в крови, преждевсего между приемами пищи. Через 12-18 часов голодания запасы гликогена в печени полностью истощаются. Накапливается гликоген в печени только после еды, при гипергликемии.Это объясняется особенностями глюкокиназы, которая имеет низкое сродство к глюкозе иможет работать исключительно при ее высоких концентрациях в крови.biokhimija.ruТимин О.А.
Лекции по общей биохимии (2018г)С ИНТ ЕЗ195ГЛИКОГЕНАСинтез гликогена начинается с образования глюкозо-6-фосфата под действием глюкокиназы в печени или других гексокиназ в остальных тканях. Как уже говорилось, глюкокиназа обладает низким сродством к глюкозе, и в гепатоцитах глюкоза будет задерживатьсятолько при ее высоких концентрациях.Непосредственно синтез гликогена осуществляют следующие ферменты:1. Фосфоглюкомутаза – превращает глюкозо-6-фосфат в глюкозо-1-фосфат.2. Глюкозо-1-фосфат-уридилтрансфераза – фермент, осуществляющий ключевую реакцию синтеза. Необратимость этой реакции обеспечивается гидролизом образующегосядифосфата.3.
Гликогенсинтаза – образует α1,4-гликозидные связи и удлиняет гликогеновую цепочку, присоединяя активированный С1 УДФ-глюкозы к С4-глюкозы на концевом участкегликогена.Строение и обмен углеводов1964. Амило-1,4-1,6-гликозилтрансфераза, "гликоген-ветвящий" фермент – переноситфрагмент с минимальной длиной в 6 остатков глюкозы на соседнюю цепь с образованием1,6-гликозидной связи.М О Б И Л ИЗ АЦ И ЯГЛИКО ГЕ НАМобилизация гликогена (гликогенолиз) в тканях активируется при недостатке свободной глюкозы в клетке, а значит и в крови (голодание, мышечная работа).
При этом уровеньглюкозы крови "целенаправленно" поддерживает только печень, в которой имеется глюкозо-6-фосфатаза, гидролизующая фосфатный эфир глюкозы. Образуемая при этом свободная глюкоза выходит через плазматическую мембрану в кровь. Остальные органы используют гликоген только для собственных нужд.В гликогенолизе непосредственно участвуют три фермента:1. Фосфорилаза гликогена (кофермент пиридоксальфосфат) – расщепляетα1,4-гликозидные связи с образованием глюкозо-1-фосфата. Фермент работает до тех пор,пока до точки ветвления α(1-6) не останется 4 остатка глюкозы.biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2018г)1972. α(1-4)-α(1-4)-Глюкантрансфераза – фермент, переносящий фрагмент из трех остатков глюкозы на другую цепь с образованием новой α1,4-гликозидной связи.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
