Метаболизм углеводов. Регуляция. Нарушения. (Лекция 6) презентация

(аэробное); - пентозофосфатный путь; - глюконеогенез Значение. Химизм.
2.Регуляция скорости метаболических путей.
3.Нарушения метаболизма углеводов.

и др

1

2

3

1. Аэробное; 2. анаэробный гликолиз; 3.пентозофосфатный путь

этапы:
Гликолитический ( специфический). Заканчивается образованием 2 молей пировиноградной кислоты.
2. Окислительное декарбоксилирование пировиноградной кислоты (общий путь окисления углеводов, глицерина, аминокислот) Заканчивается образованием 2 молей Ацетил-КоА.
3. Цикл трикарбоновых кислот (общий метаболический путь окисления всех биомолекул).
Полное окисление молекулы глюкозы до конечных продуктов.

Энергетический эффект окисления 1 Моля глюкозы 38 (36 Молей АТФ).

аэробных
Отличие от анаэробного гликолиза – «судьба водорода»:
* в аэробных условиях водород, отщепившийся от 3-фосфоглицеринового альдегида поступает в дыхательную цепь ( цпэ) и далее на кислород. !!!
* при этих условиях лактат из пировиноградной кислоты не образуется.
* Возрастает энергетический эффект, обусловленный окислительным фосфорилированем.
Энергетический эффект- 8 молей АТФ на 1 моль глюкозы
(4+6) - 2= 8 АТФ ; 4 - субстр. фосфорилирование; 6-окислительное фосфорилирование; 2 - использовалось на начальных этапах процесса.
Конечный продукт – пировиноградная кислота.

3 АТФ

Доноры водорода для дыхательной цепи– пировиноградная кислота (СООН) и НS-КоА
Энергетический эффект: 6 Молей АТФ на 1 моль глюкозы

Пируватдегидрогеназный ферментативный комплекс:
ТДФ- кофермент-пируватдекарбоксилазы ( производное витамина В1)
В составе КОА- пантотеновая кислота - витамин В5

кис-та

Яблочная к-та

ЩУК

НАДН

НАДН

ФАДН

НАДН

ЦПЭ

Энергетический эффект: 12 Молей АТФ на 1 моль АцетилКоА ( 11 М АТФ - окислительное фосфорилирование + 1 М АТФ –субстратное) или 24 М АТФ на 1 моль глюкозы.

и аэробные микроорганизмы, участвующие в формировании зубного налета. Кол-во поступающего кислорода в зубном налете по мере его роста уменьшается, а кол-во анаэробов увеличивается.
Глюкоза как источник энергии в анаэробном гликолизе распадается до молочной кислоты, в процессе брожения помимо лактата образуются др. органические кислоты. Это приводит к локальному снижению рН на поверхности зуба. Протоны способны замещать ионы кальция в структуре гидроксиапатита , что ведет к деструкции твердых тканей зуба.

холестерин)

Глюкозо-6-фосфат

Г -6- фосфатдегидрогеназа

Обезвреживание веществ

Ферменты неокисл. этапа: транскетолаза, трансальдолаза ( ТДФ – В1 )

в период голодания (диета, физические нагрузки)
Субстраты синтеза:
молочная кислота (образуется в процессе анаэробного гликолиза в мышцах, эритроцитах- поступает в печень, где используется на синтез глюкозы, которая вновь поступает в мышцы ( система этих превращений -глюкозолактатный цикл, цикл Кори);
аминокислот- ( гликогенные);и кетокис-ты ЦТК
глицерин – образуется при распаде (липолизе) тканевых триацилглицеролов в жировой ткани;
Обратимые реакции катализируются теми же ферментами что и гликолиз, но в обратном направлении, но три фермента специфичные.
глюкокортикостероиды активирует, инсулин тормозит их активность

Глюкозо-6-фосфат

р

глюкоза

глюкозо-6-фосфатаза

р

аминокислоты

необходимое условие для жизнедеятельности организма.
Глюкоза основной энергетический материал для нервной ткани и абсолютный для эритроцитов.
Возможны состояния: гипергликемия; гипогликемия. Концентрация глюкозы выше 9,0 – «сахарный порог почек» (точнее 8,8), концентрация, при которой в почечных канальцах глюкоза не способна реабсорбироваться обратно в кровь из первичной мочи. Глюкоза выделяется с мочой – состояние глюкозурия. При высокой гипергликемии возможна диабетическая кома.
Гипогликимия ( 2,0 и меньше – кома - обморок, повышенная возбудимость нервной ткани, судороги)

изменяется:

Часы суток

[ Гл ]

5,5

3,3

Изменение уровня глюкозы определяется соотношением скоростей путей – источников глюкозы и путей ее потребления. Прежде всего противоположно направленных процессов - синтеза и распада гликогена; окисления и глюконеогенеза.
При нормальном ритме питания и сбалансированном рационе концентрация глюкозы в крови поддерживается за счет синтеза и мобилизации гликогена. Лишь к концу ночного сна несколько увеличивается роль глюконеогенза, его активность увеличится, если голодание продолжается.

регуляторных ферментов или количества этих ферментов.
(Ферменты, как белки т.е. молекулы обладающие трехмерной лабильной пространственной конфигурацией, обладают свойством конформационной лабильности, что обусловливает формирование пространственной комплементарности активного центра).
Активность регуляторных ферментов изменяется:
-аллостерически (эффекторы – метаболиты, например, АТФ –ингибитор регуляторных ферментов окисления; АДФ – их активатор);
-химической модификацией (эффекторы – гормоны)
Количество ферментов изменяется за счет:
- Индукции (активации) или репрессии (торможения) синтеза этих ферментов.

их секреция зависит от концентрации глюкозы в крови.
Инсулин секретируется при высоком уровне глюкозы в крови (абсорбтивный период).
Глюкагон секретируется при низком уровне (постабсорбтивный период).
Отношение концентрации инсулина к глюкагону в крови – инсулин - глюкагоновый индекс.
В абсорбтивный период- высокий.
В постабсорбтивный – понижается.

уровень глюкозы - активирует транспорт глюкозы в клетки и регуляторные ферменты всех путей потребления глюкозы в клетках! Полипептид синтезируется и секретируется в кровь-β-клетками островков Лангерганса поджелудочной железы в абсорбтивный период ( уровень глюкозы 7,5-8,0 мМоль/л).
Гормон активирует: ( механизм активации ферментов – дефосфорилирование)
Транспорт глюкозы из крови в клетки инсулинзависимых тканей, способствуя перемещению ГЛЮТ-4 из цитозоля в мембрану.
2. Окисление по анаэробному и аэробному пути, индуцируя биосинтез киназ – гексокиназу, фруктокиназу, пируваткиназу.
Активность фосфофруктокиназы регулируется и аллостерически – ингибитор АТФ. Активатор АДФ.

период, активируя гликогенсинтазу путем дефосфорилирования.
Активирует синтез жира, заменимых аминокислот, индуцирует синтез многих белков
Инсулин тормозит:
гликогенолиз, через дефосфорилирование гликогенфосфорилазы
Глюконеогенез , через репрессию синтеза фосфоенолпируваткарбоксикиназа - фермента глюконеогенеза.

тирозину белки:
Активируют фосфопротеинфосфатаз
(дефосфорилирование гликогенсинтазы)
2. Фосфодиэстераза (разрушает цАМФ)
3. Индуцируют синтез или деградацию некоторых белков, ферментов.

Рецептор - тирозиновая протеинкиназа (каталитический рецептор)

– Р
активная

Гликогенсинтаза – ОН
Активная
Синтез гликогена

Гликогенфосфорилаза –ОН
Неактивная
Распад гликогена

Р

Р

инсулин

печень жировая ткань
Активирует регуляторные ферменты метаболических путей через фосфорилирование ( передача сигнала через аденилатциклазную систему)
1. Активирует распад гликогена через активацию гликогенфосфорилазы путем ее фосфорилирования;
2. Ингибирует активность гликогенсинтазы, через ее фосфорилирование;
3. Активирует глюконеогенез из аминокислот и глицерина через:
увеличение содержания этих субстратов (стимулируя распад мышечных белков до аминокислот и нейтрального жира до глицерина и жирных кислот);
активацию ферментов:
фосфоенолпируваткарбоксикиназа, фруктозо-1,6-бисфосфатазы. Ингибирования пируваткиназы.

мозговом в-ве надпочечников. Гормон «тревоги». Секретируется при интенсивной физической мышечной работе, стрессе (необходима энергия для мышечной работы). Органы мишени – мышцы, печень.
Гормон активирует: (активация ферментов путем фосфорилирования)
1.Распад гликогена в мышцах через активацию гликогенфосфорилазы путем ее фосфорилирования через аденилатциклазную систему.
2. Распад гликогена в печени через активацию гликогенфосфорилазы путем ее фосфорилирования через аденилатциклазную систему ( β- рецепторы печени) и ингибирует при этом гликогенсинтазу.

– низкий уровень глюкозы в период голодания( голодание, стресс, травма)
Гормон активирует:
Глюконеогенез через индуцирование биосинтеза специфических ферментов – фосфоенолпируваткарбоксикиназы, пируват- карбоксилазы)
2. Протеолиз белков в мышцах, лимфоидной ткани, коже, костях и тормозит в этих тканях биосинтез белков ( повышается уровень аминокислот, как субстратов глюконеогенеза)

Пептид, образуется в гипофизе.
Стимул секреции ( стресс, рост, голодание, гипогликемия)
Снижает использование глюкозы в мышцах и жировой ткани.
«Глюкозосберегающий» гормон.
Может вызвать гипергликемию, особенно при недостатке инсулина

кетонурия
Биохимические анализы:
Определение содержания сахара в крови натощак
2. Определение сахара в моче
Определение содержания кетоновых тел в крови, моче;
4. Определение содержания гликированного гемоглобина
Нагрузочный тест

фруктозо-1,6 –дифосфат
3-ФГА
ФЕПК
ПК
Ацетил-Коа

щук

изоцитрат

ТАГ

ТАГ-липаза

Глицерин + ВЖК

инсулин тормозит

Кетоновые тела: ацетоуксусная, бета-гидроксибутират, ацетон

!!!

этап окисления

Нарушения:
* эссенциальная фруктозурия
** наследственная непереносимость фруктозы

АТФ