49. Гормональна регуляція концентрації та обміну глюкози крові.

Співвідношення глюкагон/інсулін має найбільше значення для регуляції взаємовід-ношення між активностями процесів глюконеогенезу та гліколізу.

1.Зменшення рівня глюкоземії (гіпоглікемія), що настає через декілька годин після останнього споживання їжі, супроводжується підвищенням рівня секреції альфа-клітинами острівкової частини підшлункової залози гормону глюкагону, який стимулює процеси глюконеогенез. За рахунок активації каскадної аденілатциклазної системи в мембранах гепатоцитів глюкагон стимулює фосфороліз глікогену, що також робить свій внесок у збільшення рівня вільної глюкози.

2. Збільшення рівня глюкоземії (гіперглікемія) стимулює секрецію Бета-клітинами підшлункової залози гормону інсуліну, який підвищує ступінь проникності плазматичних мембран багатьох клітин для глюкози ( окрім головного мозку), сприяючи їх внутрішньоклітинному метаболізму. Інсулін зменшує швидкість синтезу ферментів глюконеогенезу в печінці та, навпаки, стимулює синтез ключових регуляторних ферментів гліколізу- гексокінази, фосфофруктокінази, піруваткінази, пе-реводячи, таким чином, обмін глюкози з глюкогенного на гліколітичний шлях. Крім того, інсулін стимулює синтез у печінці та м'язах глікогену, що також є метаболічним процесом, спрямованим на зменшення концентрації вільної глюкози.

Адреналін - гормон мозкової частини надниркових залоз, збільшення секреції = підвищення вмісту глюкози в крові за рахунок стимуляції фосфоролізу глікогену у м'язах та частково в печінці, що, через Г-6-Ф-азну реакцію, супроводжується гіперглюкоземією.

Глюкокортикоїди, основним представником яких є кортизол, стимулюють глю-конеогенез (підвищують рівень глюкоземії при тривалому введенні в організм) за рахунок стимуляції синтезу в печінці ферментів глюконеогенезу - головним чином ФЕП-кінази, та ферментів, що перетворюють у субстрати глюконеогенезу деякі глюкогенні амінокислоти (серин, тирозин, триптофан).

Соматотропін - гормон аденогіпофіза, що, подібно до інсуліну, збільшує про-никність плазматичних мембран клітин м'язової та жирової тканини для глюкози, але, на відміну від інсуліну, - активує глюконеогенез у печінці.

50. Пентозофосфатний шлях окислення глюкози: схема процесу та біологічне значення

Біологічна роль

• утворення НАДФН, що використовується у відновлювальних реакціях анаболізму жирних кислот, холестеролу, кетонових тіл;

• НАДФН є коферментом глутатіонредуктази яка входить у глутатіонову антиоксидантну систему клітин захисту від активних форм кисню, що запобігає перекисному окисненню ліпідів мембран. При дефіциті глюкозо-6-фосфат-дегідрогенази виникає підвищений гемоліз, що призводить до розвитку гемолітичної

жовтяниці.

• НАДФН входить у мікросомальну електроннотранспортну систему яка приймає участь у дезінтоксикації ксенобіотиків (І фаза) та біосинтезу стероїдів (гормонів, жовчних кислот);

• НАДФН використовується у реакціях відновлювального амінування кетокислот та є кофактор редуктаз біосинтезу дезоксирибонуклеотидів (мономерів ДНК) та метгемоглобінредуктази.

• утворення рибозо-5-фосфату, який використовується для біосинтезу нуклеотидів ДНК та РНК, коферментів НАД (НАДФ), ФАД, HS-КоА, месенджерів - ц-АМФ та ц-ГМФ;

• за рахунок шунтування гліколізу ПФШ (фруктозо-6-фосфат, гліцеральдегід-фосфат) може мати енергетичне значення;

Найбільш активно перебігає у тканинах із вираженим анаболізмом, у клітинах яких найбільш інтенсивно відбуваються біосинтез ліпідів, вільних нуклеотидів та нуклеїнових кислот — у жировій тканині, печінці, молочній залозі в період лактації, корі надниркових залоз, сім’яниках.

Реакції та ферменти пентозофосфатного шляху (ПФШ) окислення глюкози локалізо-вані в цитозолі клітин.

У результаті реакцій ПФШ одна (з шести) молекула глюкозо-6-фосфату повністю окислюється з вивільненням діоксиду вуглецю та акумуляцією відновлювальних еквівалентів (дванадцяти атомів водню) у вигляді НАДФН.

Відбувається у дві стадії:

1 – окислювальна – послідовне дегідрування вихідного субстрату (глюкозо-6-фосфату) та інтермедіату (6-фосфо-глюконату) НАДФ-залежними дегідрогеназами

1.1.Окислення 6молекул глюкозо-6-фосфату до 6-фосфоглюколактону (ферм. НАДФ – залежна глюкозо-6-фосфатдегідрогеназа), з подальшим гідролізом лактону до 6-фосфоглюконату (ферм. лактоназа)

1.2.Окислювальне декарбоксилювання. 6-фосфоглюконату до Д-рибулозо-5-фосфату (ферм. НАДФ-залежна 6-фосфоглюконатдегідрогеназа).

У тканинах з переваж. анабол.проц. із збаланс. потребою НАДФН (печінка, наднир., статеві зал., молочні залози) функціонування ПФШ завершується після 1 стадії

2 – стадія ізомерних перетворень – починається з ізомеризації рибулозо-5-фосфату, полягає в ізомерних перетвореннях цукрофосфатів.

2.1. 6 рибуозо-5-фосф. -> 4 ксилулозо-5-фосф.(ферм.фосфопентоемпіраза) + 2 рибозо-5-фосфату(ферм.фосфопентоізомераза

2.2 Перша транскетолазна реакц. – 2 ксилулозо-5-фосф. + 2 рибозо-5-фосф., утв. 2 гліцеральдегіду-3-фосф. та 2 седогептулозо-7-фосф. (гліцеральдегід може йти на гліколіз)

2.3. Трансальдолазна реакц. - 2 седогептулозо-7-фосф. + 2 гліцеральдегіду-3-фосф., утв. 2 еритрозо-4-фосф. та 2 фруктозо-6-фосф

2.4 Друга транскетолазна реакц. – 2 ксилулозо-5-фосф + 2 еритрозо-4-фосф., утв. 2 гліцеральдегід-3-фосф. та 2 фрукт.-6-фосф.

2.5 2 гліцеральдегід-3-фосф. конденсуються в 1 фруктозо-6-фосф.