Всасывание углеводов в кишечнике.
Химическая природа моносахаридов, а также их различная структурная форма (открытая цепь, пиранозный или фуранозный цикл) имеет влияние на скорость всасывания. Галактоза > глюкоза > фруктоза > манноза > ксилоза > арабиноза.
Для последних моносахаридов всасывание носит характер облегченной диффузии; для галакто- и глюкопиранозы - это активный транспорт, при этом всасывание может идти против десятикратного градиента. Для этого процесса есть специфические переносчики. Важная роль принадлежит Na- и К- зависимым АТФ-азам.
Метаболизм глюкозы.
Концентрация глюкозы в крови человека поддерживается близкой к 5 ммоль/л. Тогда как в цитоплазме большинства клеток концентрация глюкозы очень низкая. Ее поступление в клетку осуществляется в направлении падения градиента концентрации. Это не пассивная диффузия, а облегченный процесс, природа которого мало изучена. Минимальные потребности в глюкозе имеют все ткани, но у некоторых из них, например, у клеток мозга и эритроцитов эти потребности весьма значительны.
Гликолиз (дихотомический процесс).
Это главный путь утилизации глюкоза, протекающий во всех клетках. Гликолиз - это последовательность 10 ферментативных реакций в результате которых из глюкозы образуется 2 молекулы пирувата с одновременным (субстратным) генерированием АТФ. У аэробных организмов гликолиз предшествует ОДГТВК, ЦТК и ЦПЭ. Такой гликолиз называют аэробным.
В анаэробных условиях, например, при мышечном сокращении пируват восстанавливается до лактата - это так называемый анаэробный гликолиз.
Биомедицинское значение ферментативных реакций гликолиза.
главный путь метаболизма глюкозы, а также фруктозы и галактозы с целью быстрого и последующего генерирования энергии.
гликолиз - это путь образования строительных блоков для биосинтеза высших жирных кислот, некоторых аминокислот и других соединений.
способность к образованию АТФ в анаэробных условиях, например, в интенсивно работающих мышцах или при кислородном голодании (в сердечной мышце возможности осуществления гликолиза ограничены, поскольку аэробные условия просто необходимы для клеток миокарда - недостаток (^приводит к ишемии).
Известно заболевания, связанные с нарушением активности ферментов в гликолизе,
например, незначительное ингибирование пируваткиназы вызывает гемолитическую
анемию.
В быстро растущих раковых клетках активность гликолиза высока, возникает избыток
пирувата и лактата —► рН в цитоплазме повышается.
Последовательность реакций гликолиза одинакова у микробов, растений, животных и
человека.
Суммарная реакция и выход энергии при гликолизе.
Глюкоза + 2АДФ + 2 Pi + 2 НАД* 2 пирувата + 2 АТФ + 2 НАДН + 2Н++ 2 Н2О. При субстратном фосфорилировании суммарный выход энергии гликолиза составляет 2 молекулы АТФ на 1 моль глюкозы, также в этих реакциях образуется 2 молекулы НАДН на 1 молекулу глюкозы, которые в митохондриальном матриксе в реакции
окислительного фосфорилирования потенциально могут дать 6 молекул АТФ. Реакции гликолиза протекают в цитоплазме, а окислительное фосфорилирование в митохондриях. Протоны водорода не способны проникать через мембрану митохондрий и нуждаются в специальном переносчике. Существует 2 типа челночного механизма переноса протонов водорода:
малатно-аспартатный, при котором потери АТФ не происходит; (8АТФ).
глицерофосфатный - теряется 2 молекулы АТФ (6АТФ).
Нарушения гликолиза в эритроцитах приводит к изменению транспорта О2. Гликолиз в
эритроцитах и транспорт O2 между собой .
Эритроциты характеризуются высокой концентрацией 2,3 - бифосфоглицерата =4
ммоль*л, тогда как концентрация его в других клетках низкая.
Присутствие и повышенный уровень 2,3 - БФГ в эритроцитах способствует диссоциации
Ог, из оксиНЬ и переход его в ткани.
,
р
недостаток гексокиназы
норма
недостаток пируваткиназы
насыщение,%
Низкая концентрация 2, 3 - БФГ приводит к ненормально высокому сродству НЬ к Ov Недостаток пируваткиназы приводит к высокому уровню 2, 3 - БФГ и низкому сродству НЬ к О2.
К регуляции гликолиза имеет отношение фосфофруктокиназа — наиболее важный фермент, а также гексокиназа и пируваткиназа.