Регуляция метаболизма гликогена

Первичный сигнал для синтеза и секреции инсулина и глюкагона –

изменение уровня глюкозы в крови.

Инсулин – белковый гормон, синтезируется и секретируется в кровь β-клетками

островков Лангерханса поджелудочной железы, они чувствительны к изменениям содержания глюкозы в крови и секретируют инсулин в ответ на повышение её содержания после приёма пищи.

Глюкагон – «гормон голода», вырабатываемый α-клетками поджелудочной

железы в ответ на снижение уровня глюкозы в крови. Явл. пептидом.

Секреция инсулина и глюкагона регулируется глюкозой, которая стимулирует

секрецию инсулина из β-клеток и подавляет секрецию глюкагона из α-клеток.

Кроме того, сам инсулин снижает секрецию глюкагона

Адреналин выделяется из клеток мозгового вещества надпочечников в ответ на

сигналы НС, идущие из мозга при возникновении экстремальных ситуаций (например, бегство или борьба), требующих внезапной мышечной деятельности. Адреналин должен мгновенно обеспечить мышцы и мозг источником энергии.

Влияние гормонов на синтез и распад гликогена осуществляется путём изменения в

противоположных направлениях активности двух ключевых ферментов: гликогенсинтазы и гликогенфосфорилазы с помощью их фосфорилирования и дефосфорилирования

Гликогенфосфорилаза существует в 2 формах:

1. фосфорилированная – активная (форма а);

2. дефосфорилированная — неактивная (форма в).

Взаимопревращения 2 форм гликогенфосфорилазы обеспечиваются действием

ферментов киназы фосфорилазы и фосфопротеинфосфатазы.

Активность киназы фосфорилазы и фосфопротеинфосфатазы также регулируется путём фосфорилирования и дефосфорилирования.

Активность гликогенсинтазы также изменяется в результате фосфорилирования и

дефосфорилирования. Однако есть существенные различия в регуляции гликогенфосфорилазы и гликогенсинтазы:

• Фосфорилирование гликогенсинтазы катализирует ПК А и

вызывает её инактивацию;

• Дефосфорилирование гликогенсинтазы под действием фосфопротеинфосфатазы, наоборот, её активирует.

Влияние инсулина

Регуляция метаболизма гликогена в печени

Инсулин и глюкагон постоянно присутствуют в крови, но при смене абсорбтивного

периода на постабсорбтивный изменяется их относительная концентрация, что является главным фактором, переключающим метаболизм гликогена в печени.

«Инсулин-глюкагоновый индекс» - отношение конц. инсулина в крови к конц. глюкагона

1. В постабсорбтивном периоде инсулин-глюкагоновый индекс снижается, и

решающее значение в регуляции конц. глюкозы в крови приобретает глюкагон

Глюкагон ддя гепатоцитов служит внешним сигналом о необходимости выделения

в кровь глюкозы за счёт распада гликогена (гликогенолиза) или синтеза глюкозы из других веществ – глюконеогенеза

Глюкагон связывается с рецептором на плазматической мембране и активирует при

посредничестве G-белка аденилатциклазу, которая катализирует образование цАМФ из АТФ. Далее следует каскад реакций, приводящий в печени к активации гликогенфосфорилазы и ингибированию гликогенсинтазы. Это приводит к высвобождению из гликогена глюкозо-1-фосфата, который превращается в глюкозо-6-фосфат, кот. под влиянием глюкозо-6-фосфатазы обр. глюкозу, способную выйти из клетки в кровь

Адреналин стимулирует выведение глюкозы из печени в кровь, для того чтобы

снабдить ткани (в основном мозг и мышцы) «топливом» в экстремальной ситуации.

Имеет сходный с глюкагоном механизм действия (через аденилатциклазу), но может влиять и по-другому (через инозитолфосфат)