Синтез и распад гликогена
Синтез гликогена (смотри схему) происходит с участием нескольких ферментов: гексокиназы, фосфоглюкомутазы (ФГМ) (переводит глюкозо-6-фосфат в глюкозо-1-фосфат), уридилтрансферазы (образует УДФ-глюкозу), гликогенсинтазы (переносит глюкозу с УДФ-глюкозы на имеющуюся молекулу гликогена и присоединяет ее 1,4-гликозидной связью). Связь 1,6-гликозидная образуется под действием ветвящего фермента. Таким образом, чтобы удлинить молекулу гликогена на одно звено глюкозы необходимо затратить 2 макроэрга (АТФ и УТФ).
Распад гликогена происходит двумя путями:
1. Гидролитический путь идет в лизосомах клеток под действием g -амилазы при участии воды без образования промежуточных продуктов.
2. Фосфоролитический путь (фосфоролиз) идет в цитоплазме под действием фосфорной кислоты с образованием промежуточных продуктов и катализируется несколькими ферментами.
Оба способа расщепления гликогена приводят к образованию глюкозы. В мышцах фосфоролиз заканчивается на глюкозо-6-фосфате, так как в них нет глюкозо-6-фосфатазы. Таким образом, только печень, а не мышца является источником глюкозы для крови.
Ключевыми ферментами синтеза гликогена являются: гексокиназа и гликогенсинтаза, распада гликогена - фосфорилаза и глюкозо-6-фосфатаза. Синтез гликогена усиливается инсулином, распад стимулируется катехоламинами, глюкагоном, глюкокортикостероидами, цАМФ и Са2+.
Гликолиз. Значение. Регуляция.
Гликолиз - это расщепление глюкозы до молочной кислоты в анаэробных условиях. Гликолиз, проходящий в аэробных условиях, называют аэробным.
Гликолиз состоит из двух стадий: подготовительной и главной.
В подготовительной стадии глюкоза расщепляется с образованием диоксиацентонфосфата (ДОАФ) и 3-фосфоглицеринового альдегида (3-ФГА), при этом расходуются 2 молекулы АТФ.
В главной стадии фосфотриозы превращаются в лактат (молочную кислоту), при этом образуются 4 молекулы АТФ. Синтез АТФ в гликолизе происходит путем субстратного фосфорилирования.
Таким образом, анаэробное окисление глюкозы приводит к образованию 2 молекул лактата и 2 молекул АТФ.
Ключевыми ферментами гликолиза являются: гексокиназа (начальный фермент), фосфофруктокиназа (лимитирующий фермент), пируваткиназа. АТФ и цитрат ингибируют фосфофруктокиназу, АДФ - активирует.
Достоинства гликолиза:
- быстрый процесс;
- анаэробный.
Недостатки гликолиза:
- малоэффективный процесс;
- продуктом гликолиза является лактат, накопление которого в клетках и в крови вызывает метаболический ацидоз.
Гликогенолиз - это анаэробное окисление гликогена с образованием молочной кислоты. Окисление каждой отщепленной от гликогена молекулы глюкозы приводит к образованию 3 молекул АТФ. Ключевыми ферментами гликогенолиза являются: фосфорилаза, фосфофруктокиназа и пируваткиназа. Гликогенолиз усиливается катехоламинами, глюкагоном, цАМФ, Са2+.
Глюконеогенез. Значение. Регуляция
Глюконеогенез - это синтез глюкозы из неуглеводных предшественников (лактата, пирувата, оксалоацетата, глицерина, аминокислот). По направлению реакций глюконеогенез (ГНГ) напоминает гликолиз наоборот. Однако ГНГ не является простым обращением гликолиза, так как в нем три фермента (гексокиназа, фосфофруктокиназа, пируваткиназа) катализируют необратимые реакции и поэтому в глюконеогенезе работать не могут. Они заменяются на другие ферменты. Так, пируваткиназа заменяется двумя ферментами пируваткарбоксилазой и фосфоенолпируваткарбоксикиназой (ФЕПКК); фосфофруктокиназа - фруктозо-1,6-дифосфатазой; гексокиназа - глюкозо-6-фосфатазой.
На образование 1 молекулы глюкозы расходуется 6 макроэргов (4 АТФ и 2 ГТФ). ГНГ локализован в цитоплазме гепатоцитов печени, в клетках коры почек и тонкого кишечника. Около 90% лактата, используемого в глюконеогенезе, поступает в печень, 10% - в почки и тонкий кишечник.
Значение глюконеогенеза
1. Является важным источником глюкозы в организме;
2. Удаляет большую часть лактата из клеток и тканей, работающих в анаэробных условиях, что предохраняет их от метаболического ацидоза. ГНГ особенно важен после интенсивной мышечной работы, когда накапливается лактат. 20-30% лактата может окисляться до СО2 и Н2О в самой мышце, 70-80% используется в ГНГ на образование глюкозы. Так как в мышце нет ГНГ, лактат из нее поступает в кровь, затем в печень, где превращается в глюкозу, которая кровью разносится всем органам и тканям, в том числе и мышцам. Таким образом, между печенью и мыщцей существует взаимосвязь, так называемый цикл Кори (глюкозо-лактатный цикл).
Регуляция глюконеогенеза
Ключевыми ферментами ГНГ являются: пируваткарбоксилаза, ФЕПКК, фруктозо-1,6-дифосфатаза, глюкозо-6-фосфатаза.
ГНГ усиливают: глюкагон, катехоламины, глюкокортикостероиды, ацетил-КоА, АТФ, цАМФ, Са2+. Тормозят глюконеогенез: инсулин, АДФ, этанол.
Источники глюкозо-6-фосфата: 1) во всех клетках образуется из глюкозы в ходе гексокиназной реакции; 2) в печени и мышцах образуется в ходе фосфоролиза из гликогена; 3) в печени, мышцах, тонком кишечнике - в результате ГНГ; 4) в печени - в результате унификации моносахаридов.
Пути использования глюкозо-6-фосфата: 1) синтез гликогена; 2) окис-ление до лактата в анаэробных условиях и до СО2 и Н2О в аэробных; 3) окисление в пентозофосфатном пути; 4) превращение в глюкозу (в печени, тонком кишечнике и коре почек).
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:
©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.
|