- •Атф и адениловая система клетки
- •Окислительное декарбоксилирование пирувата
- •Лимоннокислый цикл Кребса, цикл трикарбоновых кислот (цтк)
- •Функции цикла Кребса
- •Регуляция цтк
- •Тема 7. Тканевое дыхание. Окислительное фосфорилирование
- •Комплексы дыхательной цепи
- •Пути утилизации кислорода клеткой
- •Тема 8. Переваривание, всасывание, поступление в клетку углеводов. Метаболизм гликогена
- •Переваривание углеводов
- •Всасывание углеводов
- •Транспорт глюкозы в клетки
- •Превращение глюкозы в клетках
- •Метаболизм гликогена
- •Синтез гликогена (гликогенез)
- •Распад гликогена (гликогенолиз)
- •Тема 9. Гликолиз. Аэробное окисление глюкозы. Глюконеогенез гликолиз
- •Патогенетическая взаимосвязь углеводов пищи и кариеса
- •Аэробное окисление глюкозы
- •Глюконеогенез
- •Тема 10. Пентозофосфатный и глюкуроновЫй пути обмена углеводов пентозофосфатный путь
- •ГлюкуроновЫй путь
- •Тема 11. Переваривание липидов в желудочно-кишечном тракте, система их доставки в клетки
- •Классификация липидов по химическому строению
- •Переваривание, всасывание, ресинтез липидов
- •Тема 12. Транспорт липидов в крови, депонирование и мобилизация липидов из жировых депо
- •Тема 13. Внутриклеточный метаболизм жирных кислот
- •Окисление жирных кислот в пероксисомах
- •Синтез жирных кислот
- •Тема 14. Синтез и нарушения обмена холестерола, метаболизм кетоновых тел
- •Синтез холестерола de novo
- •Регуляция синтеза холестерола
- •Роль нарушений обмена холестерола в развитии атеросклероза
- •Факторы, влияющие на уровень лпнп у человека
- •Факторы, связанные с низким или высоким уровнем хс лпвп
- •Образование и утилизация кетоновых тел
- •Тема 15. Система свёртывания крови
- •Свёртывающая (гемокоагуляционная) система крови
- •Антикоагулянтная система
- •Фибринолитическая система
- •Тема 16. Оценка состояния обмена белков, протеолиз азотистый баланс
- •Протеолиз, свойства протеаз. Ограниченный и тотальный протеолиз
- •Переваривание белков в желудочно-кишечном тракте
- •Специфичность протеиназ
- •Транспорт аминокислот в клетки
Тема 10. Пентозофосфатный и глюкуроновЫй пути обмена углеводов пентозофосфатный путь
Пентозофосфатный путь (ПФП) обмена углеводов нередко называют апотомическим путём, так как обмен глюкозы идёт по первому (С1) атому углерода.
Доля ПФП в количественном превращении глюкозы в клетках обычно невелика (в большинстве клеток не более 10 %) и варьирует в зависимости от типа ткани и её функ-ционального состояния. Так, в клетках печени по этому пути превращается до 20 % глюкозы, в эритроцитах — 7 %, в клетках мозга — около 2 %. Этот процесс идет в клетках многих органов и тканей.
Ферменты ПФП локализованы в цитоплазме клеток.
Превращение глюкозы по ПФП не требует присутствия кислорода. Если по ПФП превращается шесть молекул Гл-6-Ф, то за один цикл молекула Гл-6-Ф катаболизирует до 6 СО2.
Суммарное уравнение:
6 Гл-6-Ф + 7H2O + 12 НАДФ+ ® 5 Гл-6-Ф + 6СО2 + 12 НАДФН.Н+ + ФН
Последовательность реакций ПФП разделяют на два этапа:
1. Окислительный этап. На этом этапе осуществляются две дегидрогеназные реакции и одна реакция декарбоксилирования с образованием рибозо-5-фосфата и восстановлением двух молекул НАДФ+ (2 НАДФ+ → 2 НАДФН.Н+) (рис. 10.1а).
Таким образом, при окислении молекулы глюкозы образуется 2 НАДФН.Н+ и рибозо-5-фосфат. В некоторых клетках катаболизм глюкозы на этом и заканчивается.
Ключевые ферменты:
1) глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа — главный ключевой фермент;
2) 6-фосфоглюконатдегидрогеназа.
Значение окислительного этапа:
Главный поставщик рибозо-5-фосфата для биосинтеза мононуклеотидов (АМФ, ГМФ, УМФ, ЦМФ, ТМФ и др.), которые в свою очередь необходимы для синтеза нуклеиновых кислот (ДНК, РНК) и коферментов (НАД+, НАДФ+, ФАД, КоА-SН).
Основной источник НАДФН.Н+ в клетках. ПФП на 50 % обеспечивает потребности клетки в НАДФН.Н+.
НАДФН.Н+ в клетках используется:
1) в реакциях биосинтеза веществ как восстановитель:
синтез жирных кислот;
биосинтез холестерола, стероидных гормонов, желчных кислот;
синтез заменимых аминокислот (НАДФН·Н+ как кофермент глутаматдегидрогеназы в реакциях восстановительного аминирования α-кетоглутаровой кислоты);
в глюкуроновом пути и др.
2) в обезвреживании веществ: в реакциях гидроксилирования различных ксенобиотиков, лекарственных веществ, этанола и других веществ, которые осуществляются с участием микросомной цитР450-зависимой системы окисления;
3) как антиоксидант: используется на восстановление окисленного глутатиона. Глутатион — важный антиоксидант клеток;
4) в фагоцитозе: генерирование активных форм кислорода. Фагоциты с использованием НАДФН.Н+ генерируют супероксидные анион-радикалы, выполняющие основную роль в разрушении поглощённых бактериальных клеток. При недостаточной продукции НАДФН.Н+ в условиях нарушения ПФП отмечается хроническое течение инфекционных заболеваний.
Интенсивность протекания реакций ПФП зависит от потребности клеток в продуктах реакций и различается в разных тканях. Реакции окислительного этапа активно протекают в клетках печени, жировой ткани, эмбриональной ткани, в коре надпочечников, щитовидной железе, половых железах, лактирующей молочной железе, костном мозге, эритроцитах.
2. Неокислительный этап (этап межмолекулярных перегруппировок). На этом этапе происходят взаимопревращения сахаров (фосфотриоз, фосфотетроз, фосфопентоз, фосфогексоз, фосфогептулоз, фосфооктулоз), в результате которых регенерирует глюкозо-6-фосфат (рис. 10.1б).
Два основных фермента катализируют превращения на неокислительном этапе:
1) транскетолаза катализирует перенос двухуглеродных фрагментов. В качестве кофермента использует тиаминпирофосфат;
2) трансальдолаза катализирует перенос трёхуглеродных фрагментов.
Варианты неокислительных превращений:
классический или F-вариант (от англ. fat — жир) — осуществляется в клетках жировой ткани;
октулозный или L-вариант (от англ. liver — печень) — осуществляется в клетках печени и других тканей.
Итак, на неокислительном этапе невостребованные в клетках пентозофосфаты в результате межмолекулярных перегруппировок превращаются в глюкозо-6-фосфат, а также образуются фруктозо-6-фосфат и 3-ФГА.
Все реакции неокислительного этапа обратимы.
На неокислительном этапе ПФП связан с гликолизом (посредством глюкозо-6-фосфата, фруктозо-6-фосфата и 3-ФГА), то есть возможно переключение этих процессов.
Значение неокислительного этапа:
Стабилизирует концентрацию фосфопентоз в клетке, то есть утилизирует лишние фосфопентозы. Благодаря связи с гликолизом лишние пентозы катаболизируют по гликолитическому пути, давая клеткам энергию.
Синтез фосфопентоз в клетке при торможении окислительного этапа благодаря обратимости реакций неокислительного превращения.
Регуляция пентозофосфатного пути, в основном, осуществляется на уровне дегидрогеназ. Инсулин индуцирует синтез глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы и 6-фосфоглюконат-дегидрогеназы. Жирные кислоты — аллостерические ингибиторы глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы. Увеличение уровня НАДФН.Н+ в клетке тормозит окисление глюкозы по ПФП.
а
б
Рис. 10.1. Пентозофосфатный путь:
а — окислительный этап; б — неокислительный этап (L-вариант)