Глюкагон

ГЛЮКАГОН, гормон человека и животных, вырабатываемый поджелудочной железой. Стимулирует расщепление в печени запасного углевода - гликогена и тем самым повышает содержание глюкозы в крови. По химической природе - полипептид. 

ГЛЮКАГОН, гормон человека и животных, вырабатываемый поджелудочной железой. Стимулирует расщепление в печени запасного углевода - гликогена и тем самым повышает содержание глюкозы в крови. По химической природе - полипептид.

Задача № 32

Один спортсмен пробежал дистанцию 100 м, а другой – 5000 м. У которого из них будет выше содержание молочной кислоты в крови и почему?

Для обоснования ответа вспомните:

1. Продуктом какого процесса является молочная кислота?

2. В каких условиях происходит окисление глюкозы в мышцах у первого и второго спортсмена?

3. Чем отличается энергетический выход при этих процессах?

Ответ к задаче №32

У спортсмена, пробежавшего 100 м, содержание молочной кислоты в крови будет выше, чем у бегуна на длинные дистанции, так как в этом случае спортсмен получает энергию за счет гликолиза, конечным продуктом которого является лактат.

Отв1)

Молочная кислота образуется при распаде глюкозы.

В ходе этого процесса клетки производят АТФ (аденозинтрифосфат), который обеспечивает энергией большинство химических реакций в организме. При образовании молочной кислоты не используется кислород, поэтому этот процесс часто называют анаэробным метаболизмом. Связанное с лактатом производство АТФ является небольшим, но очень быстрым. Это делает его идеальным для удовлетворения потребности в энергии в любое время, когда интенсивность упражнений превышает 50% от максимума.

Молочная кислота -это химическое соединение, получаемое в результате анаэробного гликолиза, тобишь расщепления глюкозы в безкислородных условиях. Цикл ее образования сложен и проходит несколько стадий. Это происходит постоянно, потому что мы всегда что-то делаем: смотрим, сидим, ходим, бегаем, и даже думаем, т. е. тогда, когда затрачивается энергия. А дает нам ее глюкоза, т. е. пища-основной источник энергии в организме. Этого процесса мы не замечаем. Но в определенных условиях, когда в короткий промежуток времени нам нужно осуществить нагрузку свехнормальную и мы к ней непривыкли, то этот процесс набирает обороты и молочной кислоты (лактата) образуется много и появляется боль (ведь организм не привык) . И чаще где? Да в мышцах, ведь нагрузка на них в первую очередь. Типичный пример-бег. Если долго не бегать и ...включить скорость и рвануть, то ожидайте, мышцы поболят. А спортсмены, занимаются этим постоянно, для них это нормальная нагрузка. Отсюда меры борьбы-все в меру, без рывков, если вы не фанат спорта. А случилось-обезболивающие, спазмалитики, да и без них потихоньку сама молочная кислота выйдет

Отв2)

. Бег на короткие дистанции и прыжки в длину с разбега. Упражнения, относящиеся к этой группе, -- типичные упражнения максимальной мощности. Им свойственно резкое преобладание анаэробных окислительных процессов над аэробными.

Ресинтез АТФ во время работы происходит в первую очередь за счет переэстерификации с креатинфосфатом, а затем за счет гликолиза. [5, 279]

Длительность работы столь мала, что при беге на 100 м и прыжках кровь за время от старта до финиша не успевает пройти весь большой круг кровообращения, а при беге на 200 м не успевает пройти его два раза. Следовательно, об обеспечении работающих мышц повышенным количеством кислорода не может быть и речи. Потребность организма в кислороде при беге на 100 м и прыжках удовлетворяется только на 4--6%, а при беге на 200 м -- на 6--8%; следовательно, образуется значительный кислородный долг. Образование молочной кислоты при беге на 100 м хотя и значительно, однако содержание ее в крови повышается уже по окончании бега -- через 30--60 сек. Максимальный уровень ее, достигаемый на 2--3-й мин. после бега, составляет 100--150 мг% или несколько больше. При этом у более тренированных спортсменов в результате увеличения возможностей креатинфосфатного пути ресинтеза АТФ бег с рекордной скоростью может сопровождаться меньшим увеличением содержания мол

задача № 33

При добавлении АТФ к гомогенату мышечной ткани снизилась скорость гликолиза. Концентрация глюкозо-6-фосфата и фруктозо-6-фосфата увеличилась, а концентрация всех других метаболитов при этом снизилась. Укажите фермент, активность которого снижается при добавлении АТФ.

Для ответа вспомните:

1. Что такое гликолиз?

2. Почему при добавлении АТФ увеличивается концентрация глюкозо-6-фосфата и фруктозо-6-фосфата?

3. Почему снижается концентрация остальных метаболитов?

Ответ к задаче №33

АТФ является аллостерическим ингибитором фосфофруктокиназы – ключевого (лимитирующего) фермента гликолиза. Поэтому повышается концентрация метаболитов предшествующих реакций и снижается количество метаболитов последующих реакций.

Отв1)

Гликолиз — это катаболический путь обмена веществ в цитоплазме; он, по-видимому, протекает почти во всех организмах и клетках независимо от того, живут они в аэробных или анаэробных условиях. Баланс гликолиза простой: в аэробных условиях молекула глюкозы деградирует до двух молекул пирувата. Кроме того, образуются по две молекулы АТФ и НАДН + H⁺ (аэробный гликолиз). В анаэробных условиях пируват претерпевает дальнейшие превращения, обеспечивая при этом регенерацию НАД⁺ (см. с. 148). При этом образуются продукты брожения, такие, как лактат или этанол (анаэробный гликолиз). В этих условиях гликолиз является единственным способом получения энергии для синтеза АТФ из АДФ и неорганического фосфата.

Отв2)

Второй реакцией гликолиза является превращение глюкозо-6-фосфата под действием фермента гексозофосфатизомеразы во фруктозо-6-фосфат:

Эта реакция протекает легко в обоих направлениях и не нуждается в присутствии каких-либо кофакторов.

В третьей реакции образовавшийся фруктозо-6-фосфат вновь фосфорилируется за счет второй молекулы АТФ. Реакция катализируется ферментом фосфофруктокиназой:

Данная реакция аналогично гексокиназной практически необратима, протекает она в присутствии ионов магния и является наиболее медленно текущей реакцией гликолиза. Фактически эта реакция определяет скорость гликолиза в целом.

Фосфофруктокиназа относится к числу аллостерических ферментов. Она ингибируется АТФ и стимулируется АДФ и АМФ. (Активность фосфофруктокиназы ингибируется также цитратом. Показано, что при диабете, голодании и некоторых других состояниях, когда интенсивно используются жиры как источник энергии, в клетках тканей содержание цитрата может возрастать в несколько раз. В этих условиях происходит резкое торможение активности фосфофруктокиназы цитратом.). При значительных величинах отношения АТФ/АДФ (что достигается в процессе окислительного фосфорилирования) активность фосфофруктокиназы угнетается и гликолиз замедляется. Напротив, при снижении этого коэффициента интенсивность гликолиза повышается. Так, в неработающей мышце активность фосфофруктокиназы низкая, а концентрация АТФ относительно высокая. Во время работы мышцы происходит интенсивное потребление АТФ и активность фосфофруктокиназы повышается, что приводит к усилению процесса гликолиза.

Четвертую реакцию гликолиза катализирует фермент альдолаза. Под влиянием этого фермента фруктозо-1,6-дифосфат расщепляется на две фосфотриозы:

Эта реакция обратима. В зависимости от температуры равновесие устанавливается на различном уровне. В целом же при повышении температуры реакция сдвигается в сторону большего образования триозофосфатов (диоксиацетонфосфата и глицеральдегид-3-фосфата).

Пятая реакция — реакция изомеризации триозофосфатов. Катализируется эта реакция ферментом триозофосфатизомеразой:

Равновесие данной изомеразной реакции сдвинуто в сторону дигидроксиацетонфосфата: 95% дигидроксиацетонфосфата и около 5% глицеральдегид-3-фосфата. Однако в последующие реакции гликолиза может непосредственно включаться только один из двух образующихся триозофосфатов, а именно глицеральдегид-3-фосфат. Вследствие этого по мере потребления в ходе дальнейших превращений альдегидной формы фосфотриозы дигидроксиацетонфосфат превращается в глицеральдегид-3-фосфат.

Образованием глицеральдегид-3-фосфата как бы завершается первая стадия гликолиза. Вторая стадия — наиболее сложная и важная часть гликолиза. Она включает окислительно-восстановительную реакцию (гликолитическую оксидоредукцию), сопряженную с субстратным фосфорилированием, в процессе которого образуется АТФ.

Задача № 34

Синтез глюкозы – это процесс, требующий затраты энергии. Рассчитайте энергетический выход окисления сахарозы до углекислого газа и воды. Сколько АТФ при этом образуется?

Для расчета вспомните:

1. Что такое сахароза?

2. Каким превращениям в организме подвергается сахароза?

3. Напишите схему превращений.

Ответ к задаче №34