Роль анаэробного и аэробного распада глюкозы в мышцах. Судьба молочной кислоты.

Анаэробный – см.билет№5

глю→глю-6-ф→фру-6-ф→фру1,6дифосфат→глицероальдегид3ф+дигидрооксиацетон→глицероальдегид-3-ф→1,3-ДФГК→3ФГК→2ФГК→фосфоенолПВК→ПВК→лактат.

Ф: 1)гексокиназа, 2)фосфогексоизомераза, 3)фосфофруктокиназа, 4)альдолаза, 5)триозофосфоизомераза,

6)глицероальдегид-3-фосфат-ДГ, это центральная реакция гликолиза, р-ия гликолитической оксигенации, она подготавливает 2 р-ии субстратного фосфорилирования, конечные продукты обмена, 7)фосфоглицерокиназа, 8)фосфоглицеромутаза, 9)энолаза, 10)дефосфорилирование, пируват-киназа,11) ЛДГ,2НАДН-из 6. Лактат- тупик метаболизма. Превращения лактата идет через ПВК, ПВК идет на глюконеогенез, или окислительное декарбоксилирование – АцКоА.

Интенсивная работа мышц. Дефицит АТФ→ ↑гликолиза, ↓глю-6ф, ↓активности гликогенсинтетазы, ↑фосфоролиз гликогена(распад), ↑фосфорилазы.

В период расслабления мышц (в покое). Накопление АТФ, цитрата → ↓гликолиза, ↑глю-6ф, ↑синтеза гликогена. В покое и при избытке питания У: глю расщепляется до АцКоА, избыток его используется на синтез Л, ведет к ожирению.

Аэробный распад У – основной путь превращения глю. Делится на 3 этапа: 1)до ПВК полностью совпадает с гликолизом до ПВК; 2)окислительное декарбоксилирование ПВК – необратимый процесс, с образованием АцКоА; 3)ЦТК.

1) глю→глю-6ф→фру6ф→фру1,6дифосфат→глицероальдегид3ф+дигидрооксиацетон→глицероальдегид-3-ф→1,3-ДФГК→3ФГК→2ФГК→фосфоенолПВК→ПВК, 6АТФ-окислит.фосфорил, 4-субстратного, но минус 2АТФ на 1 р-ию.(в цитозоле)

2)Окислительное декарбоксилирование ПВК (на внутр.стороне мембраны митохондрий).Синтезирует мультиферментный пируватдегидрогеназный комплекс, вкл.3 Ф и 5Ко-факторов:ТДФ(В1), ЛК, НsКоА(В3), ФАД(В2), НАД(РР); Е_1-пируват-ДГ декарбоксилирующая, Е₂-липацетил-ТФ, Е₃-липоамид-ДГ

1. 2СН₃-С(О)-СООН + ТДФ-Н → 2 СН₃-СНОН-ТДФ-Е₁ (оксиэтил-ТДФ)

2. 2 СН₃-СНОН-ТДФ-Е₁ + 2ЛК(SS)-E₂ → 2СН₃-С(О)~S- ЛК(НS)-Е₂ (ацетил-липоат)+2ТДФН- Е₁

3. 2СН₃-С(О)~S- ЛК(НS)-Е₂ + 2 НsКоА, E₂ → 2СН₃-С(О)~SКоА(ацетилКоА)+ЛК(HS)(HS)Е₂ – восстановленная форма липолевой к-ты.

4. ЛК(HS)(HS)Е₂ + 2ФАД-Е₃ → 2ФАДН₂ - Е₃ +2 ЛК(S)(S)- E₂ –ОКИСЛЕННАЯ ФОРМА

5. 2ФАДН₂ - Е₃ + 2НАД → 2НАДН(В ДЫХ.ЦЕПЬ 6 АТФ)+ 2ФАД-Е₃

Переключение анаэробного пути на аэробный регулируется кислородом, соотношением НАД/НАДН, АДф/АТФ.

Пути образования глюкозы в организме. Биосинтез глюкозы (глюконеогенез). Возможные предшественники, последовательность реакций. Глюкозолактатный цикл (цикл Кори). Физиологическое значение процесса глюконеогенеза.

Центральным биосинтетическим путем является образование глюкозы из неуглеводных предшественников. У всех высших животных и человека биосинтез глюкозы абсолютно необходимый процесс. Глюкоза крови служит единственным или главным источником энергии для нервной системы (в том числе и для мозга), а также для почек, семенников, эритроцитов и для всех тканей эмбриона. У человека один только мозг потребляет 120 г глюкозы в сутки.

Образование глюкозы из неуглеводных предшественников называется глюконеогенезом (образование нового сахара).

В процессе глюконеогенеза глюкоза синтезируется из лактата, пирувата, глицерола, и большинства аминокислот, из промежуточных продуктов цикла лимонной кислоты.

Глюконеогенез протекает в печени и значительно менее интенсивно – корковом веществе почек.

При гликолизе глю превращается в пируват, при глюконеогенезе пируват превращается в глюкозу. Глюконеогенез это не обращение гликолиза, т.к. в гликолизе есть 3 необратимые стадии, катализируемые гексокиназой, фосфофруктокиназой и пируваткиназой.

Пути глюконеогенеза обходят эти 3 необратимые реакции гликолиза при помощи следующих новых этапов:

1. Фосфоенолпируват ббразуется из пирувата через оксалоацетат.

Первый этап в обходной последовательности реакций катализируется митохондриальной пируваткарбоксилазой. Этот биотинзависимый фермент катализирует образование оксалоацетата из пирувата:

Пируват + СО₂+АТФ оксалоацетат+АДФ+Рн

Пируваткарбоксилаза – регуляторный фермент; в отсутствии ацетил-КоА который служит для нее положительным регулятором, она почти полностью лишена активности.

Оксалоацетат, образующийся в митохондриях из пирувата обратомо восстанавливается за счет НАДН с образованием малата:

Митох. НАДН+Н⁺ + Оксалоацетат НАД+малат

Малат из митохондрий поступает в цитозоль. В цитозоле малат под действием цитозольной НАД-зависимой малатдегидрогеназы превращается в оксалоацетат:

Цитозоль Малат + НАД⁺ Оксалоацетат+ НАДН+Н⁺

Дальше оксалоацетат под действием фосфоенолпируваткарбоксикиназы превращается в фосфоенолпируват:

Оксолоацетат+ГТФ ФеП+СО₂ +ГДФ

Донором фосфата в этой реакции служит ГТФ – гуанозинтрифосфат.

2. Вторая реакция гликолиза, которая не может использоваться для глюконеогенеза – это реакция фосфорилирования фру-6-ф, катализируемая фосфофруктокиназой.

В глюконеогенезе действует обходной путь с участием фруктозодифосфатазы, которая катализирует необратимый гидролиз фру-1,6-дф с образованием фру-6-ф

Фру-1,6-дф фру-6-ф

Фруктозодифосфотаза – регуляторный фермент, нуждается в ионах Mg²⁺. Ингибируется АМФ, активируется АТФ.

3. Третьей обходной реакции в синтезе глюкозы является дефосфорилирование глю-6-ф с образованием глю.

Дефосфорилирование осуществляется под действием глюкозы-6-фосфатазы:

Глю-6-ф глю

Глюконеогенез требует значительных затрат энергии. Стадии глюконеогенеза, требующие затрат энергии:

Пир + СО₂ + АТФ оксалоацетат + АДФ + Фн

Оксалоацетат + ГТФ ФЕП + СО₂ + ГДФ

3ФГК 1,3ФГК

На каждую молекулу глю потребуется 6 высокоэнергетических фосфатных групп – 4 от АТФ и 2 от ГТФ.

Кроме того, для восстановительных этапов требуется 2 молекулы НАДН:

1,3 ДФГК + НАДН + Н⁺ 3ФГА + НАД⁺

Суммарная реакция:

2Пир + 4 АТФ + 2 ГТФ + 2 НАДН + 2 Н⁺ + 4 Н₂О Глю + 2 НАД⁺ + 4 АДФ + 2 ГДФ + 6 Рн

Главную роль из метаболитов ЦТК, используемых в глюконеогенезе играют: цитрат, изоцитрат, -кетоглутарат, сукцинат, фумарат, малат.

Важно отметить, что в норме ацетил-КоА не используется как предшественник глю, так как он не может превратиться в пируват.

В глюкозу могут превращаться глюкогенные аминокислоты: аланин, глутамат, аспартат, которые превращаются соответственно в пируват, оксалоацетат и -кетоглутарат:

Глукогенные аминокислоты

Превращаются в пир: ала, сер, цис, гли

Превращаются в оксалоацетат: асп, асн

Превращаются в сукцинил-КоА: вал, тре, мет

Превращаются в -кетоглутарат: глу, глн, про, арг, гис.

Поставляют атомы углерода для синтеза глю и кетоновых тел: фен,тир, изолей, лиз, три

Синтез глю из малых молекул предшественников идет в период после восстановления после мышечной нагрузки, например после бега на сто метров. В этом случая в качестве источника энергии служит гли, который окисляется с образованием лак и выделением АТФ. Т.к. кислорода в тканях не хватает, лактат не может подвергаться дальнейшим превращениям и поступает в кровь.

Закончивший стометровку спринтер в начале дышит тяжело, но постепенно его дыхание выравнивается и становится нормальным. К этому периоду возвращается к норме и содержание лак. За время восстановления (до 30 мин) лактат удаляется из крови в печень и превращается в процессе гликонеогенеза в глю крови. Глю крови возвращается в мышцы:

Алкоголь тормозит глюконеогенез.

Потребление больших количеств алкоголя резко тормозит глюконеогенез в печени, вследствие чего понижается содержание глю в крови, т.е. возникает гипогликемия. Это особенно сказывается после тяжелой физической нагрузки и на голодный желудок, уровень глю может понизиться до 40 и даже 30% от нормы. Гипогликемия не благоприятно сказывается на функции мозга. Она особенно опасна для тех областей мозга, которые контролируют температуру тела. Температура тела может понизиься на 2⁰С. Старый обычай, предписывающий давать спасенным на море или в пустыне голодным или обессилившим людям водку, физиологически неоправдан и даже опасен; в таких случаях следует давать глю.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: