Тимин О.А. Лекции по общей биохимии2020 (832729), страница 40
Текст из файла (страница 40)
Одним из продуктов этого процесса является спирт глицерин, который поступает в печень. Здесь он фосфорилируется, окисляется до диоксиацетонфосфата и вовлекается в реакции глюконеогенеза.Строение и обмен углеводов214Синтез глюкозы из молочной кислотыПри физической нагрузке в мышцах продуцируется большое количество молочной кислоты.
Также молочная кислота непрерывно образуется эритроцитами, независимо от состояния организма. С током крови она поступает в печень, где после проникновения в клетку превращается в пируват. Далее реакции идут по классической схеме.Суммарная реакция синтеза глюкозы из молочной кислоты:Лактат + 4АТФ + 2ГТФ + 2H2O Глюкоза + 4АДФ + 2ГДФ + 6ФнГЛЮКОЗО -ЛАКТ АТ НЫ ЙИ Г ЛЮКО ЗО -АЛ АНИНО ВЫ Й Ц ИКЛЫГлюкозо-лактатный цикл (цикл Кори) – это связь глюконеогенеза в печени и образования лактата в эритроцитах или мышцах из глюкозы.
В эритроцитах молочная кислота образуется непрерывно, так как для них анаэробный гликолиз является единственным способомобразования энергии.В скелетных мышцах высокое накопление молочной кислоты является следствием гликолиза при очень интенсивной, субмаксимальной мощности, работе. Но даже при работе низкой и средней интенсивности в скелетной мышце образуется некоторое количество лактата.Утилизоваться он может только одним способом – превратиться в пировиноградную кислоту.Однако, сама мышечная клетка ни при работе, ни во время отдыха не способна превратитьлактат в пируват из-за особенностей изофермента ЛДГ-5.Поэтому во время и после нагрузки (при восстановлении) лактат удаляется из мышцы.Это происходит довольно быстро, всего через 0,5-1,5 часа молочной кислоты в мышце уженет.
Малая часть молочной кислоты выводится с мочой. Большая часть лактата захватываетсягепатоцитами, окисляется в пировиноградную кислоту и вступает на путь глюконеогенеза.Полученная глюкоза используется самим гепатоцитом или выходит в кровь, пополняязапасы в мышце или других клетках.biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2020г)215Целью глюкозо-аланинового цикла также является уборка пирувата, но, кроме этогорешается еще одна немаловажная задача – уборка аминного азота из мышцы.
При мышечнойработе и в покое в миоците распадаются белки и образуемые аминокислоты трансаминируются с -кетоглутаратом. Полученный глутамат взаимодействует с пируватом. Образующийся аланин является транспортной формой азота и пирувата из мышцы в печень. В гепатоците идет обратная реакция трансаминирования, аминогруппа передается на синтез мочевины,пируват используется для синтеза глюкозы.Глюкоза, образованная в печени из лактата или аланина, возвращается обратно в мышцы,восстанавливая во время отдыха запасы гликогена.
Также она может распределиться по другим органам.Кроме мышечной работы, глюкозо-аланиновый цикл активируется во время голодания,когда мышечные белки распадаются и многие аминокислоты используются в качестве источника энергии, а их азот необходимо доставить в печень.М Е Т АБ О Л И З М Э Т АН О Л АВ организм поступают и в результате метаболизма образуются в клетках головного мозгаи печени, в других тканях, при жизнедеятельности микрофлоры кишечника различныеспирты (алифатической, ароматической, стероидной природы, ретиноиды, фарнезол и др.) иальдегиды (ароматические, алифатические, продукты пероксидации липидов и др.), которыемогут являться промежуточными метаболитами или конечными продуктами. Взаимопревращение спиртов и альдегидов осуществляют алкогольдегидрогеназы.
Их существует 6 классов, в каждом классе имеются многочисленные изоферменты, обнаруженные во многих тканях.С медицинской и социальной точки зрения определенный интерес вызывает метаболизмэтилового спирта в организме человека.УТ ИЛИЗ АЦ ИЯЭТ АНОЛ АМетаболизм поступающего этанола в организме происходит в печени. Первый путь заключается в окислении спирта по алкогольдегидрогеназному пути до уксусной кислоты, которая в виде ацетил-SКоА поступает в ЦТК.
Через этот путь проходит 80-90% всего этанола.Строение и обмен углеводов216За окисление оставшейся части этанола отвечает алкогольоксидаза (цитохром P450),также называемая микросомальная этанолокисляющая система (МЭОС) При регулярном поступлении этанола доля микросомального окисления возрастает, так как этанол является индуктором алкогольоксидазы и количество ее молекул увеличивается.Поскольку при утилизации этанола образуется большое количество НАДН, то в цитозолегепатоцитов активируется 11-я реакция гликолиза (превращение пирувата в лактат) и восстановление диоксиацетонфосфата в глицерол-3-фосфат.
Все это приводит к гипогликемии, таккак пировиноградная кислота и диоксиацетонфосфат являются субстратами глюконеогенеза.Одновременно накопление "алкогольного" ацетил-SКоА ингибирует пируватдегидрогеназу, что еще больше усиливает накопление молочной кислоты и вызывает лактоацидоз.Одновременно из-за относительной недостаточности оксалоацетата, использованного вглюконеогенезе, избыток "алкогольного" ацетил-SКоА не успевает окислиться в цикле трикарбоновых кислот и перенаправляется на синтез кетоновых тел, что обеспечивает возникновение кетоацидоза.Если запасы гликогена в печени изначально невелики (голодание, недоедание,астеническое телосложение) или израсходованы (после физической работы), то приприеме алкоголя натощак гипогликемия наступает быстрее и может быть причинойпотери сознания.
К этому стоит добавить сильный диуретический эффект этанола,ведущий к быстрому обезвоживанию организма и снижению кровоснабжения головного мозга со всеми вытекающими последствиями.СПИРТОВОЕБР О ЖЕ НИЕОбразование этилового спирта из глюкозы происходит в анаэробных условиях в дрожжах и некоторых видах плесневых грибков. Суммарное уравнение реакции:C6H12О6 2 CО2 + 2 С2Н5ОН + 2 АТФДо стадии образования пирувата реакции спиртового брожения совпадают с реакциямигликолиза.
Отличия заключаются только в дальнейшем превращении пировиноградной кислоты.Цель этих превращений у указанных организмов – удалить пируват из клетки и окислитьНАДН, который образовался в 6-й реакции.biokhimija.ruТимин О.А. Лекции по общей биохимии (2020г)217П Е Н Т О З О Ф О С Ф АТ Н Ы Й П У Т ЬОКИСЛЕНИЯ ГЛЮКОЗЫНаиболее активно реакции пентозофосфатного пути (ПФП) идут в цитозоле клеток печени, жировой ткани, эритроцитах, коре надпочечников, молочной железе при лактации, в гораздо меньшей степени в скелетных мышцах. Этот путь окисления глюкозы не связан с образованием энергии, а обеспечивает анаболизм клеток.
В связи с этим у новорожденных и детейпервых лет жизни его активность довольно высока.Пентозофосфатный путь (см стр.240) включает два этапа – окислительный и неокислительный.На первом, окислительном, этапе глюкозо-6-фосфат в трех реакциях превращается врибулозо-5-фосфат, реакции сопровождаются восстановлением двух молекул НАДФ доНАДФН.На этом этапе происходит регуляция процесса: инсулин повышает активность глюкозо6-фосфат-дегидрогеназы и фосфоглюконат-дегидрогеназы.Второй этап – этап структурных перестроек, благодаря которым пентозы способнывозвращаться в фонд гексоз. В этих реакциях рибулозо-5-фосфат изомеризуется до рибозо-5фосфата и ксилулозо-5-фосфата. Далее под влиянием ферментов транскетолазы и трансальдолазы происходят структурные перестройки с образованием других моносахаридов.
При реализации всех реакций второго этапа пентозы превращаются во фруктозо-6-фосфат и глицеральдегидфосфат. Из глицеральдегид-3-фосфата при необходимости могут образоваться гексозы.ЗНАЧЕ НИЕПЕ НТ ОЗО ФО С ФАТ НОГ О П УТ И1. Значение первого этапа пентозофосфатного пути заключается в синтезе НАДФН.Образованный НАДФН используется:o для синтеза жирных кислот,o для синтеза холестерола и других стероидов (например, желчных кислот),o для синтеза глутаминовой кислоты из α-кетоглутаровой кислоты (реакция восстановительного аминирования),o для синтеза дезоксирибонуклеотидов,o для систем защиты клетки от свободно-радикального окисления (антиоксидантные системы),o для деятельности цепи микросомального окисления (цитохром Р450),o для восстановления железа (III) метгемоглобина в железо (II) нормального гемоглобина,o для реактивации фолиевой кислоты и витамина К.2. Значение второго этапа двояко:o либо в первой реакции образуется рибозо-5-фосфат, который используется при синтезерибонуклеотидов и остальные пентозы стекаются в эту реакцию.
Рибозо-5-фосфат необходим для синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов и нуклеиновых кислот,Строение и обмен углеводов218либо образуемые пентозо-5-фосфаты превращаются во фруктозо-6-фосфат и глицер–альдегид-3-фосфат и вливаются в путь гликолиза.При определенных условиях разные клетки могут выключать или подключать второйнеокислительный этап.oТимин О.А.
Лекции по общей биохимии (2020г)biokhimija.ruР ОЛЬ219П Е Н ТОЗ ОФОС ФА ТН ОГ О П У ТИ В Р А ЗЛИ ЧН ЫХ К ЛЕ ТКА ХМетаболизм глюкозо-6-фосфата в пентозофосфатном пути может идти по различным вариантам. Судьба метаболитов пентозофосфатного пути зависит от ситуации, потребностейклетки и ее типа.Пример 1Рассмотрим ситуацию, когда потребность клетки в НАДФН и рибозо-5-фосфате сбалансирована. Например, при росте и делении клетки требуется рибоза для синтеза рибонуклеотидов и НАДФН для превращения рибонуклеотидов в дезоксирибонуклеотиды. При такихусловиях реакции 1 этапа идут обычным порядком – образуется две молекулы НАДФН, нореакции 2 этапа обрываются на стадии синтеза рибозо-5-фосфата.Пример 2Если потребность в НАДФН значительно превышает потребность в рибозо-5-фосфате,как, например, в адипоцитах и печени при синтезе жирных кислот, то по окислительным реакциям пентозофосфатного пути образуются НАДФН и рибулозо-5-фосфат. Далее, под действием ферментов 2 этапа, рибулозо-5-фосфат превращается в пентозо-5-фосфаты и далее вофруктозо-6-фосфат и глицеральдегид-3-фосфат.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
