10.) Регулирование скорости цикла лимонной кислоты.

Основная функция цикла лимоной кислоты – обеспечение энергией, дыхательный контроль, осуществляемыйпри функционировании дыхательной цепи и окислительного фосфорилирования, является определяющим фактором при регуляции активности рассматриваемого цикла. Активность этого цикла непостредственно связана с поступлением окислительных кофакторов дегидрогеназ. Свойства ряда ферментов этого цикла указывают на то, что кроме общей регуляции существует также регуляция на уровне самого цикла. В клетках головного мозга, в которых ацетил-СоА образуется в основном из углеводов, регуляция цикла лимонной кислоты может происходить на стадии, катализируемой пируватдегидрогеназой. В самом цикле регуляция может осуществляться путем аллостерического ингибирования цитратсинтазы при действии АТР или ацил-СоА-производных длинноцепочечных жирных кислот. Митохондриальная NAD-зависимая изоцитратдегидрогеназа аллострически активируется ADP и ингибируется ATP и NADH. а-Кетоглутаратдегидрогеназный комплекс регулируется аналогично пируватдегидрогеназе. Сукцинатдегидрогеназа ингибируется оксалоацетатом, а образование оксалоацетата в малатдегидрогеназной реакции зависит от соотношения [NADH]/[NAD+}. Поскольку величиа Км цитратсинтазы для оксалоацетата такого же порядка, что и величина внутримитохондриальной концентрации оксалоацетата, концентрация последнего играет определенную роль в регуляции скорости образования цитрата. Какие из вышеперечисленных механизмов регуляции в самом цикле функционируют in vivo^ пока еще не известно.

11.Пути образования активного ацетила.

АцетилКоА- это центральный метаболит липидного обмена. Источники:

1)Глюкоза

2)глицерин

3)АК (при кратковременной напряженной мышечной работе)

4)Жирные к-ты (в-окисление при длительной мышечной работе, голодании, на холоде, при беременности и сахарном диабете).

Ацетил-СоА является ключевым промежуточным соединением в превращении всех основных питательных веществ. В аэробных условиях он образуется из сахаров при окислительном декарбоксилировании пировиноградной кислоты, липидов при β-окислении жирных кислот и при гликолитическом распаде глицерина, АК путем образования пирувата, промежуточных соединений цикла лимонной кислоты или др промежуточных соединений .

12.Пути потребления активного ацетила.

АцетилКоА- это центральный метаболит липидного обмена.

Пути использования образовавшегося ацетилКоА зависят от функционального состояния клетки (энергетический заряд) и ее специфики. Если в кл достаточно АТФ, то он используется на синтез ж к-т,т.к. АТФ активирует ключевой фермент ситеза ж к-т, а их накопление стимулирует синтез жира. Распад жира тормозится и в-окисление при этом тоже тормозится. Напряженная мышечная работа, стресс, увел-ие секреции катехоламинов активирует липолиз, в-окисление ж к-т; в этом случае актив-ся синтез кетоновых тел и ЦТК.

Пути использования: 1. окисляется в цикле Кребса(90%); 2.используется в синтезе ЖК (9%) 3. Образование В-гидрокси-в-метилглутарилКоА (ГМГ-коА)(а из него либо холестерин, либо кетоновые тела -1%)

13) Назначение и пути потребления кетоновых тел

Кетоновые тела - это способ транспорта ацетильной группы

При состояниях, сопровождающихся снижением глюкозы крови, клетки органов и тканей испытывают энергетический голод. Так как окисление жирных кислот процесс "трудоемкий", а нервная ткань вообще неспособна окислять жирные кислоты, то печень облегчает использование этих кислот тканями, заранее окисляя их до уксусной кислоты и переводя последнюю в транспортную форму – кетоновые тела.

К кетоновым телам относят три соединения близкой структуры – ацетоацетат, 3-гидроксибутират и ацетон.

Строение кетоновых тел

Стимулом для образования кетоновых тел служит поступление большого количества жирных кислот в печень. Как уже указывалось, при состояниях, активирующих липолиз в жировой ткани, не менее 30% образованных жирных кислот задерживаются печенью. К таким состояниям относится голодание, сахарный диабет I типа, длительные физические нагрузки. Так как синтез ТАГ в этих условиях невозможен, то жирные кислоты из цитозоля попадают в митохондрии и окисляются с образованием кетонов. Кроме отмеченных ситуаций, количество кетоновых тел в крови возрастает при алкогольном отравлении и потреблении жирной пищи. При богатой жирами диете, особенно у детей, жирные кислоты не успевают включиться в состав ТАГ и ЛПОНП и частично переходят в митохондрии, что увеличивает синтез кетоновых тел. При алкогольном отравлении субстратом для синтеза кетонов является ацетил-SКоА, синтезируемый при обезвреживании этанола.

В обычных условиях синтез кетоновых тел также идет, хотя в гораздо меньшем количестве. Для этого используются как жирные кислоты, так и безазотистые остатки кетогенных и смешанных аминокислот.

Синтез кетоновых тел (кетогенез)

Синтез ацетоацетата происходит только в митохондриях печени, далее он либо восстанавливается до 3-гидроксибутирата, либо спонтанно декарбоксилируется до ацетона. Далее все три соединения поступают в кровь и разносятся по тканям. Ацетон, как летучее вещество, легко удаляется с выдыхаемым воздухом и потом. Все кетоновые тела могут выделяться с мочой.

Используются кетоновые тела клетками всех тканей, кроме печени и эритроцитов. Особенно активно, даже в норме, они потребляются миокардом и корковым слоем надпочечников.

Реакции утилизации кетоновых тел примерно совпадают с обратным направлением реакций синтеза. В цитозоле 3-гидроксибутират окисляется, образующийся ацетоацетат проникает в митохондрии, активируется за счет сукцинил-SКоА и превращается в ацетил-SКоА, который сгорает в ЦТК.

Для понимания причин кетоацидоза при различных ситуациях необходимо понимать роль оксалоацетата для регуляции цикла трикарбоновых кислот.

В печени при длительной мышечной нагрузке резервы гликогена истощаются, развивается тенденция к гипогликемии, значительно усиливается глюконеогенез, количество оксалоацетата снижается, и жирные кислоты, попавшие в печень, будут окисляться с образованием кетоновых тел.

При голодании глюкоза не в состоянии обеспечить наличие должного количества оксалоацетата, поскольку ее мало и в крови, и в гепатоците. Вместе с этим, в печени при голодании активен глюконеогенез для которого используется оксалоацетат  Поэтому при голодании жирные кислоты, поступающие в большом количестве в печень, не сгорают в ЦТК, а уходят в синтез кетоновых тел. 

При сахарном диабете 1 типа (инсулинзависимом) в гепатоците глюкозы может быть много, т.к. глюкоза проникает в него через ГлюТ-2 без участия инсулина. Однако, точно также как при голодании, соотношение инсулин/глюкагон низкое, и оксалоацетат очень активно уходит на синтез глюкозы, что тормозит ЦТК и отправляет ацетил-SKoA на образование кетоновых тел. При сахарном диабете 2 типа (инсулиннезависимом) инсулина достаточно и соотношение инсулин/глюкагон велико, поэтому глюконеогенез не активен и оксалоацетата хватает для поддержания ЦТК. Образуемый здесь ацетил-SKoA либо сгорает в ЦТК, либо используется для синтеза холестерина и синтеза жирных кислот (который стимулируется инсулином). К тому же при наличии инсулина попадающие в печень жирные кислоты будут не окисляться, а вовлекаться в синтез триацилглицеролов и ЛПОНП.