Регуляция и патология углеводного обмена

1. Регуляция и патология углеводного обмена

2.

Регуляция углеводного обмена
(по механизмам, локализации)
Внутриклеточная
(субстратная)
Внеклеточная
Путем изменения
концентрации
субстрата в крови:
глюкозы,
лактата,
аланина
Гормональная

3. Субстратная регуляция углеводного обмена

Цитозоль
ала
Гликолиз
Глю
Пируват
НАДНН+ АТФ
ТАГ
НАД
АДФ + АМФ + Фн
Энергия
Биологическая
работа
Ацил-КоА
Пируват
Ацил-КоА
АТФ
ОА +
Митохондрия
НАД
Ацетил-КоА
ЦТК
НАДНН+
Кетоновые тела

4. Субстратная регуляция гликолиза

Цитозоль
Глю
Гексокиназа
Глю-6ф
Фру-6ф
Фосфофруктокиназа
АТФ, НАДН+Н+,
ацил-КоА, цитрат,
кетоновые тела, ала
ФДА
ФЕП
Пируваткиназа
Фру-1,6диф
АМФ, АДФ, НАД, Фн
Пируват
Митохондрия
Пируват
ЦТК
Ацетил-СоА

5. Субстратная регуляция аэробного окисления пирувата

Цитозоль
Пируват
Кетоновые тела, Ацил-КоА
Митохондрия
Пируват
Пируватдегидрогеназа
Ацетил-КоА
Цитратсинтаза
ОА
АМФ, АДФ,
АТФ, Фн, НАД
НАДНН+
Цитрат
Изоцитрат
α-КГ
Изоцитратдегидрогеназа

6. Субстратная регуляция глюконеогенеза

Глю
Гексокиназа
Глю-6ф-фосфатаза
Глю-6ф
Фру-6ф
Фру-1,6ф-дифосфатаза
Фосфофруктокиназа
Фру-1,6диф
ФДА
Ацил-КоА,
ацетил-КоА,
ала
ОА
ФЕП
Пируваткиназа
Пируват
АТФ,
ацил-КоА, цитрат,
кетоновые тела,
НАДНН+

7. Внеклеточная регуляция (путем изменения концентрации в крови субстрата)

1. Концентрация глюкозы (почки и печень)
Печень (Гепатоцит)
А. Проницаемость мембран гепатоцитов
Б. Глюконеогенез
В. Гликоген
Гексокиназа
Г. Фермент глю-6-фосфатаза
Глю
Глю-6-ф
Д. Фермент глюкокиназа
Глю-6-фосфатаза
Гексокиназа
V
Км
3,3
Глюкокиназа
V
6,5 мМ/л
[Глюкоза]
3,3
Км
6,5 мМ/л
[Глюкоза]

8. Внеклеточная регуляция (путем изменения концентрации в крови субстрата)

2. Концентрация лактата
Цикл Кори (глюкозо-лактатный)
Мышцы, эритроциты
Глюкоза
Кровь
Глюкоза
Печень
Глюкоза
(-6 АТФ)
2 АТФ
Пируват
Пируват
ЛДГ4,5
ЛДГ1,2
Лактат
Лактат
Лактат

9. Внеклеточная регуляция (путем изменения концентрации в крови субстрата)

3. Концентрация аланина
Глюкозо-аланиновый цикл
Мышцы
Кровь
Печень
Мочевина
Глюкоза
Глюкоза
Глюкоза
NH4+
2 АТФ
глу
Аминокислоты
α-КГ
Пируват
Ала
Пируват
Аланин
Ала
глу
α-КГ

10. Гормональная регуляция

6,5 ммоль/л глюкозы
Глюкагон
Адреналин
Глюкокортикоиды
АКТГ
СТГ
Инсулин
3,5 ммоль/л глюкозы

11. Гормональная регуляция

В кровь
6,5 ммоль/л глюкозы
Гликогенолиз в печени
Глюкоза
Фосфорилаза
Глюкагон
Адреналин
3,5 ммоль/л глюкозы
Гликогенn
Гликоген(n-1)
Глю-1ф
Глю-6ф

12. Гормональная регуляция

Глюконеогенез
6,5 ммоль/л глюкозы
Пируваткарбоксилаза
Пируват
Глюкокортикоиды
ОА
ФЕП
ФЕП-карбоксикиназа
Фру-1,6диф
Фру-1,6-дифосфатаза
Использование
глюкозы
Фру-6ф
Глю-6ф
3,5 ммоль/л глюкозы
Гексокиназа
Глю-6-фосфатаза
Глюкоза

13.

Гормональная регуляция
6,5 ммоль/л глюкозы
АКТГ
синтез глюкокортикоидов
СТГ
липолиз
ТАГ ГЗ-ТАГлипаза
НЭЖК
(жировое
депо)
3,5 ммоль/л глюкозы

14.

Гормональная регуляция
6,5 ммоль/л глюкозы
1.
Проницаемость клеточных мембран
2.
Окисление глюкозы
Инсулин
ЦТК
цитратсинтаза
гликолиз
гексокиназа
фосфофруктокиназа
пируваткиназа
3,5 ммоль/л глюкозы
пентозофосфатное окисление
глю-6-фосфатдегидрогеназа
6-фосфоглюкуронатдегидрогеназа

15.

Гормональная регуляция
6,5 ммоль/л глюкозы
1.
Проницаемость клеточных мембран
2.
Окисление глюкозы
Инсулин
3.
Гликогеногенез
Гликоген(n+1)
УДФ
Гликогенсинтаза
Глю
Глю-6ф
Глю-1ф
УДФ-глю
Гликогенn
3,5 ммоль/л глюкозы

16.

Гормональная регуляция
6,5 ммоль/л глюкозы
1.
Проницаемость клеточных мембран
2.
Окисление глюкозы
3.
Гликогенез
4.
Липогенез
Ацил-СоА
ТАГ-синтаза
Инсулин
3,5 ммоль/л глюкозы
ТАГ

17.

Гормональная регуляция
6,5 ммоль/л глюкозы
Липолиз
Инсулин
ГЗ-ТАГлипаза
ТАГ
Ацил-СоА Гликогенолиз
Гликогенn
Фосфорилаза
3,5 ммоль/л глюкозы
Гликоген(n-1) + Глю-1ф

18.

Гормональная регуляция
Липолиз
Инсулин
Гликогенолиз
Глюконеогенез
Пируваткарбоксилаза
Пируват
ОА
ФЕП
ФЕП-карбоксикиназа
Фру-1,6диф
Фру-1,6-дифосфатаза
Фру-6ф
Глю-6ф
Глю-6-фосфатаза
Глюкоза

19. Изменения концентрации глюкозы в крови

Гипогликемия (<3,3 ммоль/л)
Функциональная
(лактация, тяжелая
физическая работа,
умственное
перенапряжений)
Патологическая
(заболевания
поджелудочной
железы, печени,
голодание,
передозировка
инсулином)
Гипергликемия (>6,5 ммоль/л)
Физиологическая
(алиментарная,
эмоциональная)
Патологическая
(сахарный диабет,
заболевания
гипофиза, печени,
надпочечников)

20. Биохимические нарушения при сахарном диабете

1.
2.
3.
4.
5.
6.
Гипергликемия
Глюкозурия, полиурия
Кетонемия, кетонурия
Ацетил-СоА
Кетоацидоз
Отрицательный азотистый баланс
Гиперосмотическая дегидратация
СО2+Н2О
ЦТК
АТФ
Ацил-СоА
ТАГ
β-окси-β-метил-СоА
Холестерин
Кетоновые тела

21. Гликогенозы (обмен гликогена)

Нарушения углеводного обмена при
врожденной гемолитической анемии
O2
НАДФ
Глю-6-ф
GSSG
Глутатионредуктаза
Фру-1,6-ф
Фосфофруктокиназа
АТФ
3 ФГА
НАДФНН+
Глутатионпероксидаза
2GSH
Каталаза
2Н2О2
Hb (Fe2+)
Метгемоглобин
редуктазная
система
1,3 ДФГ
2Н2О
Hb (Fe3+)
Супероксидмутаза
e + O2
O2 -
ФЕП
Пируваткиназа
Пируват
Лактат
АТФ
Врожденные нарушения синтеза ферментов –
гемолитическая анемия
1. Глю-6-фосфатдегидрогеназа
2. Пируваткиназа
3. Фосфофруктокиназа (+ гликогеноз мышечный)

22. Гликогенозы

Нарушения углеводного обмена при злокачественных
новообразованиях
1. В злокачественных клетках фермент гексокиназа локализуется в основном
в плазматической мембране;
2. Окисление глюкозы в злокачественных клетках осуществляется в
процессе анаэробного гликолиза, т.к. в них нет митохондрий (гипогликемия натощак,
лактатемия, лактатурия,, кетонемия, кетонурия, ацидоз);
3. Регуляция обмена углеводов в организме перестраивается на «принудительный
глюконеогенез» (отрицательный азотистый баланс, повышение остаточного азота в
крови и моче, развитие кахексии).