36. Глюконеогенез. Основные субстраты и ключевые ферменты процесса. Цикл Кори.

Глюконеогенез — это образование глюкозы вновь из неуглеводных компонентов: пирувата, лактата, гликогенных аминокислот, глицерина, любого соединения, которое в процессе катаболизма может быть превращено в пируват или один из метаболитов цикла Кребса.

Глюконеогенез протекает в: печени, корковом веществе почек, слизистой кишечника.

За счёт глюконеогенеза в условиях углеводного голодания образуется 80 г глюкозы.

Глюконеогенез–это частично обращённый гликолиз.

Три реакции гликолиза необратимы, поэтому используются другие ферменты. Пируваткиназная реакция заменяется двумя: пируваткарбоксилазной реакцией и фосфоенолпируваткарбоксикиназной реакцией.

Между этими реакциями существует челночный механизм. ЩУК не может самостоятельно выйти из митохондрий. ЩУК + НАДН+Н (МДГ) малат + НАД+. В цитоплазме малат окисляется цитоплазматической малатдегидрогеназой до ЩУК

От ФЕП до ФФК реакции все реакции идут в обратной последовательности гликолиза: Фосфофруктокиназная реакция заменяется фруктозодифосфатазной реакцией.

Глюкозо-6-фосфатизомеразная реакция:

Гексокиназная реакция замещается глюкозо-6-фосфатазной

Биологическая роль глюконеогенеза

избавление от лактата (85% лактата идёт на глюконеогенез,15% - окисляется до СО2, Н2О и энергии), связь обменов, получение эндогенной глюкозы.

Итоговое уравнение глюконеогенеза

2 лактата + 6АТФ + 4Н2О + 2НАДН+Н  глюкоза + 6АДФ + 6Фн + 2НАД

АТФ используется в пируваткарбоксилазной, фосфоенолпируваткарбоксикиназной, фосфоглицераткиназной реакциях. НАДН+Н необходим для ГАФДГ (глицеральдегид-фосфатДГ).

2Н20 участвуют в енолазной реакции. 2Н20 – в фосфатазных реакциях.

Регуляция глюконеогенеза

4 фермента определяют скорость процесса. При уменьшении АТФ и НАД тормозится глюконеогенез. Ключевые ферменты стимулируются АТФ, ингибируются – АДФ и АМФ.

Инсулин – репрессор ферментов глюконеогенеза.

Процесс активируется: глюкокортикоидами, жирными кислотами, избытком лактата в крови, глюкагоном.

Цикл Кори осуществляет связь между гликолизом в мышце при активной работе и глюконеогенезом в печени. При работе лактат поступает из мышц в кровь и печень.

37. Гормональная регуляция углеводного обмена. Гормоны, повышающие и понижающие уровень глюкозы в крови. Диагностическое значение определения глюкозы в крови и моче. Гипергликемия, гипогликемия, глюкозурия. Сахарные кривые.

Гормоны понижающие глюкозу – инсулин.

Контринсулярные гормоны – адреналин, глюкагон, глюкокортикоиды, тироксин СТГ.

Инсулин – анаболик, стимулирует синтез:

гликогена, белков, нуклеиновых кислот, липидов

и тормозит их распад.

Действие инсулина:

повышает проницаемость клеточных мембран для глюкозы и усиливает потребление её тканями (активация белка-транспортера глюкозы),

активирует гексокиназную реакцию, индуцирует синтез глюкокиназы,

активирует гликолиз,

активирует синтез гликогена, тормозит его распад,

активирует пентозный цикл,

активирует дихотомичексий распад глюкозы,

тормозит глюконеогенез,

при действии инсулина снижается концентрация цАМФ, повышается концентрация цГМФ,

в тканях стимулирует биосинтез нуклеотидов и нуклеиновых кислот,

стимулирует биосинтез жирных кислот, нейтрального жира (из углеводов),

усиливает биосинтез ДНК, РНК, АТФ,

оказывает белоксберегающее действие.

Адреналин:

активирует фосфорилазу мышц и печени,

тормозит синтез гликогена (подавляет гликогенсинтетазу),

стимулирует глюконеогенез из лактата,

активирует распад липидов в жировой ткани

Глюкагон:

активирует фосфорилазу печени,

активирует глюконеогенез из аминокислот, ускоряет протеолиз,

стимулирует распад жира в жировых депо,

тормозит синтез жира и холестерина.

СТГ:

оказывает глюкозосберегающее действие за счёт активации липолиза,

осуществляет переключение на использование ВЖК,

тормозит транспорт глюкозы в клетку,

стимулирует секрецию инсулина и глюкагона.

Глюкокортикоиды:

активируют глюконеогенез из аминокислот,

стимулируют гликогенолиз,

тормозят потребление глюкозы тканями,

вызывают распад белков в мышцах, соединительной ткани, лимфоцитах,

активируют распад липидов.

Тироксин:

усиливает всасывание глюкозы из кишечника,

тормозит синтез жира из глюкозы,

в больших дозах стимулирует распад белка, липидов, активирует глюконеогенез.

Синтез и секреция инсулина и глюкагона регулируются глюкозой. При повышении концентрации глюкозы в крови секреция инсулина увеличивается, а глюкагона – уменьшается.

При пищеварении уровень инсулина высокий, а глюкагона – низкий.

В постабсорбтивный период уровень инсулина низкий, а глюкагона – высокий. Концентрация глюкозы в крови в этих условиях поддерживается за счёт процессов распада гликогена в печени и глюконеогенеза.

В течение 12-часового голодания гликоген печени – основной поставщик глюкозы.

Низкий инсулин – глюкагоновый индекс вызывает активацию гликогенфосфорилазы и мобилизацию гликогена.

Через сутки после последнего приёма пищи гликоген печени полностью исчерпан и глюконеогенез - единственный поставщик глюкозы в крови