Метаболизм углеводов

1.

ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России
Кафедра биохимии
Дисциплина: Биохимия
ЛЕКЦИЯ № 7
Метаболизм углеводов
Лектор: Гаврилов И.В.
Факультет: лечебно-профилактический,
Курс: 2
Екатеринбург, 2021

2.

Активация глюкозы
H
H
O
C
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
CH 2OH
глюкоза
Mg2+
АТФ
АДФ
гексокиназа
глюкокиназа
O
C
H
C
OH
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
CH 2OPO32-
ГЛИКОГЕН
ГЛИКОЛИЗ
ПФШ, ПФП
глюкозо-6ф
Гексокиназа в мышцах фосфорилирует в основном глюкозу, меньше – фруктозу
и галактозу. Кm<0,1 ммоль/л.
Ингибитор глюкозо-6-ф.
Активатор адреналин. Индуктор инсулин.
Глюкокиназа фосфорилирует глюкозу. Кm - 10 ммоль/л, активна в печени, βклетках.
Индуктор инсулин. Не ингибируется глюкозо-6-ф.

3.

Гликолиз
Гликолиз – главный путь катаболизма глюкозы, фруктозы и
галактозы. Все его реакции протекают в цитозоле.
рибозо-5-ф
ПФП
H
O
CH 2OH
C
C
O
HO
C
H
OH
фосфогексозоизомераза H
C
OH
OH
H
C
OH
H
C
OH
HO
C
H
H
C
H
C
CH 2OPO32-
глюкозо-6ф
CH 2OPO32-
фруктозо-6ф

4.

фруктозо-2,6-дф
фосфофруктокиназа 2
CH2OPO32-
CH 2OH
C
O
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
CH 2OPO32-
фруктозо-6ф
АТФ
АДФ
Mg2+
C
O
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
фосфофруктокиназа 1
CH2OPO32-
фруктозо-1,6-ф
Фосфофруктокиназа 1. Реакция необратима и самая медленная из всех
реакций гликолиза, определяет скорость всего гликолиза.
Активатор: фруктозо-2,6-дф.
Индуктор: инсулин.
Ингибиторы: глюкагон, цитрат, жирные кислоты

5.

глицерол-3ф
рибозо-5-ф
CH 2OPO32C
O
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
H
CH 2OPO32C
O
Альдолаза А CH OH
2
ДАФ
O
C
+ H
C
OH
CH 2OPO32-
3-ФГА
CH 2OPO32-
фруктозо-1,6-ф
Альдолаза А Альдолазы действуют на открытые формы гексоз,
имеют 4 субъединицы, образуют несколько изоформ. В большинстве
тканей содержится Альдолаза А. В печени и почках – Альдолаза В.
H
CH 2OPO32C
O
CH 2OH
ДАФ
O
C
H
C
OH
Триозофосфат- CH2OPO32изомераза
3-ФГА
Фосфотриозоизомераза (ДАФ-ФГА-изомераза).

6.

H
2Н3РО4 2НАД+ 2НАДН2
O
C
2 H
C
O
C
2H
OH
CH 2OPO32-
C
OPO32OH
CH 2OPO32-
ФГА дегидрогеназа
1,3-ФГК
3-ФГА
3-ФГА дегидрогеназа Катализирует образование макроэргической
связи в 1,3-ФГК и восстановление НАДН2.
серии, глицин, цистеин
O
C
2H
C
OPO32OH
CH 2OPO32-
1,3-ФГК
2АДФ
2АТФ
COOH
2H
фосфоглицераткиназа
C
OH
CH 2OPO32-
3-ФГК
Фосфоглицераткиназа Осуществляет субстратное
фосфорилирование АДФ с образованием АТФ.

7.

COOH
2H
COOH
2H
CH 2OPO32- фосфоглицератмутаза
3-ФГК
C
OH
OPO32-
C
CH 2OH
2-ФГК
Фосфоглицератмутаза осуществляет перенос фосфатного
остатка в ФГК из положения 3 положение 2.
2H2O
COOH
2H
C
OPO32-
CH 2OH
2-ФГК
Mg2+
COOH
2 C
Енолаза
OPO32-
CH 2
ФЕП
Енолаза отщепляет от 2-ФГК молекулу воды и образует
высокоэнергетическую связь у фосфора.
Ингибируется ионами F-.

8.

COOH
2C
CH 2
ФЕП
2АДФ
2АТФ
2+
Mg
2-
OPO3
Пируваткиназа
COOH
2C
COOH
OH
2C
O
CH 2
CH 3
ПВК (енол)
ПВК (кето)
Пируваткиназа осуществляет субстратное фосфорилирование
АДФ с образованием АТФ.
Активируется: фруктозо-1,6-дф. Индуктор: инсулин.
Ингибируется АТФ, Ацетил-КоА, глюкагоном, адреналином.
Дальнейший катаболизм 2 ПВК и использование 2 НАДН2
зависит от наличия О2

9.

Реакция анаэробного гликолиза
+
2НАДН
2НАД
COOH
2
2 C
CH 3
ПВК
O
2 H
ЛДГ
COOH
C
OH
CH 3
Лактат
Лактатдегидрогеназа. Стоит из 4 субъединиц, имеет
5 изоформ.
В
анаэробных
условиях
ПВК
обеспечивает
регенерацию НАД+ из НАДН2, что необходимо для
продолжения реакций гликолиза.
Лактат не является конечным продуктом метаболизма, удаляемым из
организма. Из анаэробной ткани лактат переноситься кровью в
печень, где превращаясь в глюкозу (Цикл Кори), или в аэробные ткани
(миокард), где превращается в ПВК и окисляется до СО2 и Н2О.

10.

КАТАБОЛИЗМ ПВК В МИТОХОНДРИЯХ
В аэробных условиях ПВК и НАДН2 транспортируются в матрикс
митохондрий.
ПВК проходит симпортом с Н+, НАДН2 проходит с помощью малат
аспартатного и глицерофосфатного челнока
ПВК в митохондриях используется в 2 реакциях:
+
НАД
HSKoA
COOH
C
O
CH3
НАДН2 CO2
SKoA
C
Пируватдегидрогеназа
O
ЦТК
CH3
ПВК
АцетилКоА
1.Активатор: НАД+ > HSКоА, АДФ. Индуктор инсулин
2.Ингибитор: НАДН2 > Ацетил-КоА, АТФ, жирные кислоты, кетоновые
тела.
содержит 3 фермента и 5 коферментов:
а) Пируватдекарбоксилаза содержит (Е1) 120 мономеров и кофермент ТПФ;
б) Дигидролипоилтрансацилаза (Е2) содержит 180 мономеров и коферменты
липоамид и HSКоА;
в) Дигидролипоилдегидрогеназа (Е3) содержит 12 мономеров и коферменты
ФАД и НАД.

11.

CO2 АТФ
COOH
C
CH 3
ПВК
O
АДФ + Фн COOH
C
Пируваткарбоксилаза
O
ЦТК
CH 2
COOH
ЩУК
Пируваткарбоксилаза сложный олигомерный фермент, содержит
биотин.
Активатор: Ацетил-КоА.

12.

ЧЕЛНОЧНЫЕ СИСТЕМЫ
Малат-аспартатный
печени, почках, сердце.
АСТ
челнок
является
универсальным,
АСТ
работает
в

13.

Глицерофосфатный челночный механизм
Работает в белых скелетных мышцах, мозге, в жировой ткани, гепатоцитах.

14.

Регуляция гликолиза
Эффект Пастера – снижение скорости потребления глюкозы и
накопления лактата в присутствии кислорода.
ПВК
Глюкоза
НАД+
НАДН2
АцетилКоА
ПВК
ЩУК
ЦТК
Лактат
ЛДГ
Цитозоль
НАДН2 ДЦ НАД+
Н2О
О2
АДФ + Фн
АТФ
Митохондрия

15.

Пентозофосфатный
процесс (шунт, путь)
• анаэробный процесс окисления глюкозы
• Локализация в организме: жировая ткань,
печень, кора надпочечников, эритроциты,
эпителий ЖКТ, лейкоциты, молочная железа,
семенники
• Локализация в клетке: цитозоль
• Этапы: 1 окислительный (восстановление
НАДФН2) и 2 неокислительный (синтез пентоз)

16.

ПФП
гл
НАДФ
гл-6-ф
3ФГА
ПВК
АцКоА лактат
НАДФН2
пентозофосфаты
АТФ
ГТФ
ЦТФ
УТФ
восстан-е глутатиона
Микросомальное ок-е
биосинтез ХС
биосинтез глу,
биосинтез ЖК
нуклеотиды
КоФ
цАМФ
НАД+ цГМФ
НАДН2
ФАД
ФАДН2

17.

окислительная стадия
состоит из 3 необратимых реакций:
1). Глюкозо-6ф дегидрогеназа (глюкозо-6ф: НАДФ+
оксидоредуктаза).
Ингибитор НАДФН2. Индуктор инсулин.
CH 2OPO3H2
O
+
НАДФ НАДФН2
OH
OН
OH
OH
глюкозо-6ф
2+
глюкозо-6ф ДГ
O
OH
2+
Ca , Mg
CH 2OPO3H2
O
OH
OH
глюконолактон-6ф

18.

недостаточность гл-6-ф-ДГ
ген. дефект → ↓ гл-6-фосфатДГ →
↓ НАДФН2 →
↓восст. глутатиона →
↑ активных форм кислорода →
нарушение мембран эритроцитов →
гемолиз эритроцитов →
приступы гемолитической анемии

19.

2). Глюконолактонгидратаза (6-фосфоглюконат: гидро-лиаза).
COOH
H
CH 2OPO3H2
O
H2O
O
OH
OH
HO
H
H
OH
ГлюконолактонH
OH
гидратаза
OH
CH 2OPO3H2
глюконолактон-6ф
6-фосфоглюконат
OH
3).
6-фосфоглюконат
дегидрогеназа
(6-фосфоглюконат:
оксидоредуктаза (декарбоксилирующая)). Индуктор инсулин.
COOH
H
HO
OH
H
H
OH
H
OH
CH 2OH
НАДФ+ НАДФН2 CO2
O
H
OH
6-фосфоглюконат ДГ H
OH
CH 2OPO3H2
6-фосфоглюконат
CH 2OPO3H2
рибулозо-5ф
НАДФ+

20.

Неокислительная стадия ПФШ
ГЛИКОЛИЗ
При ПФШ
5 фруктозо-6ф
1 глюкозо-6ф
ЛИПОГЕНЕЗ
6 глюкозо-6ф
При ПФЦ
12 НАДФН2
6 СО2
6 рибулозо-5ф
эпимераза
изомераза
2 ксилулозо-5ф
окислительная
стадия
неокислительная
2 ксилулозо-5ф стадия
эпимераза
2 рибозо-5ф
В1 транскетолаза
2 ФГА
При ПФП
2 седогептулозо-7ф
трансальдолаза
2 фруктозо-6ф
2 эритрозо-4ф
транскетолаза
2 фруктозо-6ф
фруктозо-6ф
В1
пуриновые и
пиримидиновые
нуклеотиды
При ПФШ
ГЛИКОЛИЗ
2 ФГА
фруктозо-1,6дф

21.

Тканевые особенности функционирования
ПФШ, ПФП, ПФЦ
В зависимости от потребности ткани, пентозофосфатный
процесс может протекать в виде метаболического цикла,
пути или шунта начальных реакций гликолиза:
При ПФЦ или ПФШ в качестве продукта образуется
только НАДФН2. Пентозы в этом случае не являются
конечным
продуктом,
они
превращаются
в
фосфогексозы, которые замыкают цикл, или уходят в
гликолиз, завершая шунт. В жировой ткани, эритроцитах.
Продуктом ПФП являются НАДФН2 и пентозы. В печени,
костном мозге.
В тканях, которые не испытывают потребность в
НАДФН2, функционирует только неокислительная стадия
ПФП, причем ее реакции идут в обратную сторону
начиная с фруктозы-6ф до фосфопентоз. В мышцах.

22.

NH 2
Витамин B1 (тиамин)
N
ClH2
C
CH 3
N
H2
C
H3C
N
S
C
H2
OH
В1
распространён
в
продуктах
растительного
происхождения (оболочка семян хлебных злаков и риса,
горох, фасоль, соя и др.).
ТПФ в организмах животных (образуется из В1 в печени,
почках,
мозге,
сердечной
мышце
путём
фосфорилирования при участии тиаминкиназы и АТФ.

23.

Недостаточность витамина В1
• Недостаточность – болезнь «бери-бери»
• лабораторный показатель недостаточности –
снижение активности транскетолазы в эритроцитах
Основной признак недостаточности витамина В1 —
полиневрит, в основе которого лежат дегенеративные
изменения нервов: Вначале развивается болезненность
вдоль нервных стволов, затем — потеря кожной
чувствительности и наступает паралич (бери-бери).
Второй важнейший признак заболевания — нарушение
сердечной деятельности, что выражается в нарушении
сердечного ритма, увеличении размеров сердца и в
появлении болей в области сердца.
К характерным признакам недостаточности витамина В1,
относят также нарушения секреторной и моторной функций
ЖКТ; наблюдают снижение кислотности желудочного сока,
потерю аппетита, атонию кишечника.

24.

Обмен фруктозы и галактозы

25.

МЕТАБОЛИЗМ ФРУКТОЗЫ И ГАЛАКТОЗЫ
Фруктоза и галактоза наряду с глюкозой используются для получения
энергии или синтеза веществ: гликогена, ТГ, ГАГ, лактозы и др.
Метаболизм фруктозы
Фруктоза, образующееся при расщеплении сахарозы, превращается в
глюкозу уже в клетках кишечника. Часть фруктозы поступает в печень.
CH2OPO32-
CH2OH
C
O
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
фруктоза
АТФ
АДФ
Mg2+
фруктокиназа
C
O
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
CH2OH
фруктозо-1ф
Доброкачественная эссенциальная фруктозурия
Фруктокиназа фосфорилирует только фруктозу, имеет к ней высокое
сродство. Содержится в печени, почках, кишечнике. Инсулин не влияет на ее
активность.

26.

CH 2OPO32C
H
O
O
CH 2OPO32-
C
HO
C
H
H
C
OH
H
C
OH
H
Альдолаза В
CH 2OH
C
OH
+
C
O
CH 2OH
CH 2OH
ГА
ДАФ
ДАФ
гликолиз
глюконеогенез
Наследственная непереносимость фруктозы
фруктозо-1ф
Альдолаза В есть в печени, расщепляет фруктозо-1ф (фруктозо-1,6ф) до
глицеринового альдегида (ГА) и диоксиацетонфосфата (ДАФ).
H
O
C
H
C
OH
CH 2OH
АТФ
2+
АДФ
Mg
H
O
C
H
Триозокиназа
ГА
C
OH
гликолиз
глюконеогенез
CH 2OPO3H2
3-ФГА
Триозокиназа. Много в печени.
ДАФ и ГА, полученные из фруктозы, включаются в печени в гликолиз. Часть
ДАФ может восстанавливаться до глицерол-3-ф и участвовать в синтезе ТГ

27.

Доброкачественная эссенциальная фруктозурия
Связана с недостаточностью фруктокиназы, клинически не проявляется.
Фруктоза накапливается в крови и выделяется с мочой, где её можно обнаружить лабораторными методами. Частота 1:130 000.
Наследственная непереносимость фруктозы
Генетический дефект альдолазы В. Проявляется, когда в рацион добавляют
фрукты, соки, сахарозу. После приёма пищи, содержащей фруктозу возникает
рвота, боли в животе, диарея, гипогликемия и даже кома и судороги. У
детей развиваются хронические нарушения функций печени и почек.
фосфаты
фруктоза
гипофосфатемия
АТФ
Мочевая кислота
фруктозо-1-ф
гипогликемия
фосфоглюкомутаза
подагра
гликогенолиз
Липолиз ТГ, катаболиз ЖК, синтез КТ
синтеза АТФ
ацидоз

28.

Метаболизм галактозы
Галактоза образуется в кишечнике в результате гидролиза лактозы.
Превращение галактозы в глюкозу происходит в печени
CH 2OH
CH 2OH
АТФ
O
OH
АДФ
2+
O
OH
Mg
OH
OH
OH
галактоза
Галактокиназа
OH
OPO3H2
OH
галактозо-1ф

29.

гликоген
эпимераза
CH 2OH
CH 2OH
CH 2OH
O
O
OH
OH
OH
OH
O-УДФ
OH
OH
OH
глюкоза
УДФ-галактоза
галактозо-1ф-уридилтрансфераза
CH 2OH
CH 2OH
O
CH 2OPO3H2
O
OH
O
OH
OH
OH
галактозо-1ф
гликолиз
OH
OPO3H2
OH
OH
O-УДФ
OH
УДФ-глюкоза
OH
O
OH
OPO3H2
OH
глюкозо-1ф
OH
OH
глюкозо-6ф
Галактозо-1ф-уридилтрансфераза замещает галактозой остаток глюкозы
в УДФ-глюкозе с образованием УДФ-галактозы.
Эпимераза — НАД-зависимый фермент, катализирует эпимеризацию ОН
группы по С4 углеродному атому, обеспечивая взаимопревращения галактозы
и глюкозы в составе УДФ

30.

Галактоземия
Обусловлена наследственным дефектом любого из трёх ферментов
• Ранние симптомы: рвота, диарея, дегидратация, уменьшение
массы тела, желтуха.
• В крови, моче и тканях много галактозы и галактозо-1-ф.
• В хрусталике галактоза восстанавливается альдоредуктазой
(НАДФ) с образованием дульцита, который связывает большое
количество воды и приводит к катаракте.
• Галактозо-1-ф ингибирует активность ферментов углеводного
обмена (фосфоглюкомутазы, глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы) →
гипогликемия, энергодефицит.
• Галактозо-1ф оказывает токсическое действие на гепатоциты:
возникают гепатомегалия, жировая дистрофия.
• Галактитол и галактозо-1-ф вызывают почечную недостаточность.
Отмечают нарушения в клетках полушарий головного мозга и
мозжечка, в тяжёлых случаях — отёк мозга, задержку умственного
развития, возможен летальный исход.

31.

Гликоген
• Разветвленный (связь ветвления α 1-6
через 6-8 остатков) гомополисахарид
состоящий из остатков глюкозы,
соединенных α 1-4 гликозидной связью;
• депонируется в основном в печени и
скелетных мышцах, но также имеется в
большинстве тканей и клеток, за
исключением эритроцитов и нейронов;
• хранится в цитозоле клеток в виде гранул;
• Общая масса гликогена в организме
человека может достигать 500 грамм
(примерно 2000 ккал).

32.

Гликоген
1 - остатки глюкозы,
соединенные α-1,4гликозидной связью
2 - остатки глюкозы,
соединенные α-1,6гликозидной связью
3 - нередуцирующие
концевые мономеры
3
2
1
4
4 - редуцирующий
концевой мономер

33.

34.

Биологическое значение
Гликоген является основным резервом
глюкозы в постабсортивный период и при
интенсивных физических нагрузках.

35.

Синтез гликогена - гликогенез
ффф
А
АТФ
АДФ
Н
НО
СН2О
о Н
ОН Н
ОН
Н ОН
Глюкоза
Глюкоза-6ф
Глюкокиназа (в печени)
Гексокиназа (во всех тканях)

36.

СH2O Ф
о Н
ОН Н
НО Н ОН О Н
Н
Фосфоглюкомутаза

37.

Ф Ф ФОН2С
СН2ОН
Н
о Н
ОН Н
НО
Н ОН
О-Ф
УДФ
- глюкоза
Глюкозо-1ф
н
о
н
н
У
н
он он
УТФ
УДФ-глюкопирофосфатаза

38.

УДФ
УДФ
УДФ
г
г
г
гликогенин
ГликогенОлигосахарид(8)
(n+1)
праймер
гликогенсинтаза

39.

α(1-6)
г
УДФ
УДФ
УДФ
г
г
УДФг
УДФг
УДФ г
α(1-4)
г
г
г
г
г
г
г
гликоген
гликогенсинтаза
Амило-1,4-1,6-глюкозилтансфераза

40.

Распад гликогена – гликогенолиз
Н3PO4
Ф
г
г
г
г
г
ГЛЮКОЗО-1-Ф
г
г
гликоген
г
г
Гликогенфосфорилаза
Олигосахаридтрансфераза

41.

Hα(1-6)
2O
г
г
г
г
гликоген
α-1,6-глюкозидаза

42.

СН2ОН
о Н
ОН Н
НО Н ОН ОН
Н
АТФ
Глюкокиназа,
Гексокиназа
АДФ
Глюкоза
Глюкозо-6ф
СН2ОРО3
о Н
ОН Н
НО Н ОН ОН
Н
СН2ОН
о Н
ОН Н
НО Н ОН ОРО3
Н
Глюкозо-1ф
Дефект в печени
гликогенсинтазы
0 тип. Гликогеноз:
Гипогликемия в
постабсорбтивном
периоде, судороги
по утрам
Фосфоглюкомутаза
УТФ
ФФ
СН2ОН
о Н
ОН Н
НО Н ОН О-УДФ
Н
УДФ-глюкоза
УДФ-глюкопиро
фосфорилиза
Гликоген
синтаза
Гликоген

43.

СН2ОН
о Н
ОН Н
НО Н ОН ОН
Н
Глюкоза
Н3РО4
Н 2О
Дефект в печени
глюкозо-6ф фосфатазы
1 тип. Болезнь Гирке:
Гипогликемия,
Гиперацилглицеролемия,
ацидоз
Глюкозо-6ф фосфатаза
СН2ОРО3
о Н
ОН Н
НО Н ОН ОН
Н
Глюкозо-6ф
Фосфоглюкомутаза
СН2ОН
о Н
Глюкозо-1ф
ОН Н
НО Н ОН ОРО3
Н
Дефект в мышцах
фосфорилазы
5 тип. Болезнь Мак-Ардла:
Боли в мышцах, судороги при
физ.нагрузке,
Накопление в мышцах
гликогена норм. структуры
Н3РО4
Гликогенфосфорилаза
Гликоген

44.

Гормональная регуляция
Абсорбтивный период
Инсулин
Глюкозо-6ф
Гликогенсинтаза
+
Фосфопротеин
фосфотаза
–
Углеводы
пищи
Гликогенфосфорилаза
Гликоген

45.

Постабсорбтивный период
Гликогенсинтаза
–
Глюкозо-6ф
Киназа
фосфорилазы
+
Гликогенфосфорилаза
цАМФ
Глюкагон
Адреналин
Гликоген

46.

Нарушения обмена гликогена
Гликогеновые болезни
Гликогенозы
дефект ферментов распада
гликогена
Печеночные
Нарушение
использования
гликогена для
поддержания уровня
глюкозы в крови
Мышечные
Нарушение
энергоснабжения
скелетных мышц
Агликогенозы
дефект
гликогенсинтазы

47.

Тип гликогеноза
Фермент с нарушенной
активностью
Основные органы, ткани и
клетки, в которых найден
дефект фермента
0 (агликогеноз)
Гликогенсинтетаза
Печень
I (болезнь Гирке)
Глюкозо-6-фосфатаза
Печень, почки
II (болезнь Помпе)
Кислая a-1,4-глюкозидаза
III (болезнь Кори)
VI (болезнь Герса)
Амило-1,6-глюкозидаза
(деветвящий фермент)
Амило-1,4®1,6трансглюкозидаза (ветвящий
фермент)
Фосфорилаза
(миофосфорилаза)
Фосфорилаза
Печень, почки, селезенка,
мышцы, нервная ткань,
лейкоциты
Печень, мышцы, лейкоциты
VII (болезнь Таруи)
Фосфофруктокиназа
Мышцы
VIII (болезнь Томсона)
Фосфорилаза
мышцы
IX (болезнь Хага)
Киназа фосфорилазы
Печень
X
ц-АМФ-зависимая киназа
фосфорилазы
Печень, мышцы
IV (болезнь Андерсена)
V (болезнь Мак-Ардла)
Печень, мышцы, почки,
лейкоциты
Мышцы
Печень

48.

Симптомы
Каждый вид имеет свои особенные признаки, но есть и
общие симптомы:
• «кукольное лицо»;
• гепатоспленомегалия (одновременное увелчение селезенки
и печени);
• цирроз;
• желтуха;
• кахексия (крайнее истощение организма);
• судороги;
• кома;
• пониженный уровень глюкозы в крови, гиперлипидемия;
• повышение в крови уровня жирных кислот, холестерина,
мочевой кислоты

49.

Гликогеноз
Гепатоспленомегалия
Печень
Гликоген
Цирроз
желтуха
Постабсорбтивный период:
глюкоза
Глюкоза
(Абсорбтивный
период)
судороги
Кортизол
ТГ
Жировая
ткань
кома
СЖК
кахексия
ХС

50.

Агликогеноз
Печень
Гликоген
Глюкоза
(Абсорбтивный
период)
Постабсорбтивный период:
глюкоза
судороги
Кортизол
ТГ
Жировая
ткань
кома
СЖК
кахексия
ХС

51.

ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ
- процесс синтеза глюкозы из органических
веществ неуглеводной природы
- Локализация в организме – печень (80%),
корковое вещество почек (20%)
- Локализация в клетке – цитоплазма,
матрикс митохондрий
- Функция – поддержание уровня глюкозы в
крови в период голодания и физических
нагрузок
- Производительность - до 80-100г / сут

52.

Субстраты:
• Лактат – продукт анаэробного
гликолиза, образуется в эритроцитах и
работающих мышцах
• Глицерол – высвобождается при
гидролизе триглицеридов в жировой
ткани (голодание, стресс, физическая
нагрузка)
• Аминокислоты – образуются в
результате распада белков мышц;
включаются в ГНГ при голодании,
мышечной работе

53.

Ключевые ферменты ГНГ
1.
2.
3.
4.
ПВК-карбоксилаза (карбоксилирует ПВК. Активатор
АцетилКоА, глюкагон. Индуктор: кортизол. Репрессор: инсулин)
активность наиболее высока в печени и почках
(глюконеогенные ткани), в жировой ткани и лактирующей
молочной железе (липогенные ткани) и в островках
поджелудочной железы. Активность умеренная в мозге, сердце
Фосфоенолпируваткарбоксикиназа (в цитоплазме,
превращает ЩУК в ФЕП. Активатор: глюкагон. Индуктор:
кортизол. Репрессор: инсулин)
Фруктозо-1,6-фосфатаза (дефосфорилирует фруктозо-1,6дф.
Активатор: глюкагон. Индуктор: кортизол. Репрессор: инсулин.
Ингибирует АМФ, фруктозо-2,6дф. Активатор: цитрат, жирные
кислоты)
Гл-6-фосфатаза (дефосфорилирует глюкозо-6ф. Активатор
глюкагон. Индуктор: кортизол. Репрессор: инсулин )
Участвующие ферменты:
- 1 фермент ЦТК (малат ДГ),
- 8 ферментов обратимых реакций гликолиза

54.

НАДН2 ЩУК
малат ДГ
НАД+
малат
фосфоглицератмутаза
2-ФГК
енолаза
ГТФ ГДФ СО2
Н2О
ФЕП
АДФ
ФЕПкарбоксикиназа
пируваткиназа
фруктозо-1,6-дф,
АТФ
глюкоза
аланин
ПВК
лактат АТФ,
НАДН2, ала,
+
а-КГ
жирные кислоты,
ГЛУ НАДН2 НАД
АцетилКоА
АЛТ
ЛДГ
асп
малат
АСТ
ЩУК
СО2
ПВК
МИТОХОНДРИЯ
НАД+ НАДН2 Фн + АДФ АТФ
малат ДГ
ПВКкарбоксилаза
АМФ
Ацетил-КоА
https://ru.qaz.wiki/wiki/Pyruvate_carboxylase

55.

• В
абсорбтивный
и
постабсорбтивный
период в цитоплазме НАДН2 больше, чем
в митохондриях. Малат аспартатный челнок
переносит протоны и электроны с НАДН2
цитоплазмы
на
НАД+
матрикса
митохондрий.
• При голодании НАДН2 в цитоплазме
меньше чем в митохондриях, и малатаспартатный челнок начинает работать в
обратную сторону. Он переносит малат в
цитоплазму и он восстанавливая НАД+,
превращается в ЩУК.
• ЩУК превращается в ФЕП.

56.

глюкоза
КРОВЬ
Фн
глюкозо-6-фосфотаза
Н2О
цитрат,
жирные кислоты
АМФ,
Фн
фруктозо-1,6-дифосфотаза
глицерол
Н2О
глюкоза
ГЕПАТОЦИТ
АТФ
глюкокиназа
глюкозо-6ф
АДФ
фосфогексозоизомераза
фруктозо-6ф
АТФ
БИФ
фосфофруктокиназа
фруктозо-2,6дф
АДФ
АМФ, Фн
АТФ, НАДН2, цитрат,
жирные кислоты
фруктозо-1,6дф
АТФ
+
глицеролкиназа
НАД НАДН2
Альдолаза А
АДФ
глицерол-1ф
ДАФ
3-ФГА
Фн
глицерол-ф ДГ триозофосфат
НАД+
изомераза
глицеральдегидфосфат ДГ
НАДН2
1,3-ФГК
АДФ
фосфоглицераткиназа
ЦИТОПЛАЗМА
АТФ
3-ФГК
фосфоглицератмутаза
2-ФГК
енолаза
ГТФ ГДФ СО2
Н2О
ФЕП
НАДН ЩУК

57.

Гормональная регуляция глюконеогенеза
Осуществляется реципрокно с реакциями гликолиза:
Инсулин:
индуцирует синтез ключ. ферментов гликолиза
репрессирует синтез ключ. ферментов ГНГ
Глюкагон
активирует ключ. ферментов ГНГ
ингибирует ключ. ферментов гликолиза
кортизол
индуцирует синтез ключ. ферментов ГНГ
репрессирует синтез ключ. ферментов гликолиза

58.

аллостерический механизм
регуляции на клеточном уровне
+ АМФ, фруктозо-2,6дф
- АТФ, НАДН2, цитрат, жир. кислоты,
аланин, Aцетил-КоА
гликолиз
глюконеогенез
+ ацетил-КоА
- АМФ, фруктозо-2,6дф

59.

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !