Регуляция углеводного обмена

1.

Лекция
«Регуляция углеводного обмена».
Презентация подготовлена доц. Павловой Р.Н.

2.

В механизмах регуляции, обеспечивающих гомеостаз, можно выделить
три уровня:
ПЕРВЫЙ УРОВЕНЬ РЕГУЛЯЦИИ - НЕРВНАЯ СИСТЕМА с восприятием
сигналов внешней и внутренней среды
ВТОРОЙ УРОВЕНЬ РЕГУЛЯЦИИ - ЭНДОКРИННАЯ СИСТЕМА. Она
представлена железами (иногда отдельными клетками), синтезирующими
гормоны - химические сигналы. Гормоны освобождаются в кровь в ответ на
специфический стимул. Гормоны транспортируются кровью, достигают
клеток-мишеней, модифицирует в них обмен веществ через внутриклеточные
механизмы.
ТРЕТИЙ
УРОВЕНЬ
МЕТАБОЛИЧЕСКАЯ
РЕГУЛЯЦИЯ
или
ауторегуляция на клеточном уровне. Основной принцип этого уровня
регуляции состоит в регуляции по типу отрицательной обратной связи

3.

Если конечный продукт дихотомического пути распада глюкозы - АТФ
образуется в избыточном количестве, то происходит торможение данного
метаболического пути уже на ранних его стадиях АТФ является отрицательным аллостерическим эффектом для фермента
фосфофруктокиназы, катализирующего реакцию превращения фруктозо-6-
фосфата во фруктозо-1,6дифосфат
(однако, первая киназная реакция, т.е. образование глюкозо-6-фосфата, не
тормозится избытком АТФ, т.к. это привело бы к снижению синтеза
гликогена и пентозного цикла, которые начинаются также с образования
глюкозо-6-фосфата).

4.

Торможение дихотомического окисления глюкозы только
на фосфофруктокиназном этапе оказалось недостаточно и
имеется метаболический контроль также на этапе
превращения пирувата в ацетил-КоА и на этапе образования
цитрата. Причем кроме АТФ тормозящее влияние оказывают
и другие метаболиты, например, продукт ЦТКвосстановленный
НАДН+Н+.
Необходимость
дополнительного контроля на этих этапах связана с тем, что
кроме путей образования ПВК и ацетил КоА, в ходе
дихотомического распада глюкозы, есть и другие пути
образования ПВК и ацетил-КоА.

5.

Другим распространенным примером метаболической и
гормональной регуляции является реципрокная регуляция распада и
синтеза гликогена посредством изменения концентрации в клетке
вторичного посредника цАМФ и реакций фосфорилирования и
дефосфорилирования
Известно, что скорость синтеза и распада гликогена находятся в
реципрокных взаимоотношениях. Высокая концентрация цАМФ
приводит к активации фосфорилазы (путем ее
фосфорилирования), и одновременно тормозит активность
гликогенсинтетазы (путем ее фосфорилирования).

6.

7.

Гормональная регуляция углеводного обмена нагляднее всего
может быть представлена на примере регуляции уровня глюкозы в
крови.
Гормоны, повышающие Уровень глюкозы в
уровень глюкозы в
крови
крови
Гормон, снижающий
уровень глюкозы в
крови
1.Адреналин
2.Глюкагон
3.Глюкокортикоиды
4.АКТГ
5.Гормон роста
6.Тироксин
ИНСУЛИН
3,3.- 5,5
ммоль/л

8.

ИНСУЛИН
1.Повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы за счет
перемещениия в мембрану из цитоплазмы переносчиков глюкозы.
2. Повышает окисление глюкозы в клетке за счет активации гексокиназы,
индуцирует синтез глюкокиназы, посредством активации генома путем каскада
реакции фосфорилирования.
3. Усиливает синтез гликогена. Эффект активации осуществляется путем
дефосфорилирования гликогенсинтетазы.
4. Усиливает процесс липогенеза (синтеза жира) - под действием инсулина 30%
глюкозы переходит в жир. Усиление липогенеза происходит за счет активации
фермента синтеза жирных кислот ацетил-КоА - карбоксилазы путем
дефосфорилирования и также путем индукции синтеза синтетазы жирных кислот.
5. Инсулин тормозит процесс глюконеогенеза за счет репрессии синтеза ключевых
ферментов глюконеогенеза.

9.

ПОВЫШЕНИЕ УРОВНЯ ГЛЮКОЗЫ В КРОВИ
1. АДРЕНАЛИН-способствует мобилизации гликогена печени и мышц Механизм действия
реализуется через аденилатциклазную систему.
2. ГЛЮКАГОН-а)способствует мобилизации гликогена печени. Механизм действия
реализуется через аденилатциклазную систему; б) активирует глюконеогенез - при
повышении концентрации цАМФ усиливаются процессы фосфорилирования, что приводит
к инактивации пируватоксидазного комплекса, накоплению пирувата, который используется
в глюконеогенезе.
3. ГЛЮКОКОРТИКОИДЫ-кортикостерон, гидрокортизон, кортизон - усиливают процесс
глюконеогенеза. Гормоны проникают внутрь клетки, что способствует индукции ключевых
ферментов глюконеогенеза (пируваткарбоксилазы , фосфоенолпируваткарбоксикиназы,
глюкозо-6-фосфатазы и фруктозо-1,6-дифосфатазы,); ферментов распада аминокислот.
4. ТИРОКСИН-повышает уровень глюкозы в крови, усиливает всасывание глюкозы в
кишечнике, потенциирует действие адреналина.
5. АКТГ-повышает уровень глюкозы в крови ( в основном за счет увеличения синтеза
гормонов коры надпочечников).
6. ГОРМОН РОСТА – усиливает глюконеогенез и всасывание глюкозы в кишечнике

10.

Виды гипергликемии
1. Алиментарная
2. Физиологическая
3. Стрессорная
При этих видах гипергликемии уровень глюкозы в крови не превышает
почечный порог (9 – 11 ммоль/л), т.е. глюкоза не появляется в моче
4. Патологическая
Возникает при недостатке инсулина (или дефектах его рецепторов)
Или избытке гормонов, повышающих уровень глюкозы в крови
а) адреналина (опухоль мозгового вещества надпочечников –
феохромацитома)
б) глюкокортикоидов (опухоль коры надпочечников)
в) АКТГ – опухоль гипофиза
г) Гормона роста –акромегалия
д) Тироксина
Возможна гипергликемия у больных послеинсульта

11.

Причины гипогликемии
1. Углеводное голодание
2. Нарушение переваривания углеводов в ЖКТ
3. Гликогенозы (наследственные дефекты
ферментов распада гликогена)
4. Передозировка инсулина
5. Инсулинома (опухоль поджелудочной железы,
характеризующаяся повышенным
нерегулированным выбросом инсулина)
6. Заболевания почек (нарушение реабсорбции
глюкозы)

12.

Рецептор к
СТГ