Пентозофосфатный путь
•. Гексозомонофосфатный путь распада углеводов.
•Как уже подчеркивалось выше ГМФ-путь распада углеводов – побочный. Данный путь встречается в надпочечниках, эритроцитах, жировой ткани, печени и протекает в цитоплазме клеток.
•ГМФ-путь распада глюкозы имеет анаболическое назначение и обеспечивает различные реакции синтеза рибозой и водородом.
•ГМФ-путь можно разделить на два этапа, причем, первый этап протекает обязательно, а второй не всегда.
•Первый этап начинается с перехода глюкозы в активную форму глюкозо-6-фосфат, от которого затем отщепляется молекула углекислого газа и две пары атомов водорода, присоединившиеся к коферменту НАДФ (никотинамидадениндинуклеотидфосфат). Конечным продуктом первого этапа является рибозо-
5-фосфат.
•Образовавшийся в результате первого этапа НАДФ.Н2 поставляет атомы водорода в различные процессы синтеза, в частности для синтеза жирных кислот и холестерина. Рибозо-5-фосфат используется для синтеза нуклеотидов, из которых образуются затем нуклеиновые кислоты и коферменты.
•Второй этап протекает тогда, когда рибозо-5-фосфат полностью не расходуются для синтеза. Неиспользованные молекулы этого вещества вступают во взаимодействия друг с другом, в ходе которых они обмениваются группами атомов и в качестве промежуточных продуктов появляются моносахариды с различным числом атомов углерода, такие как триозы, пентозы, тетрозы, гексозы. В конечном итоге из шести молекул рибозо-5-фосфата образуется 5 молекул глюкозо-6-фосфата.
•Таким образом, второй этап делает данный способ распада глюкозы цикличным, поэтому его называют пентозным циклом.
•Пентозный цикл – это резервный путь энергетического обмена, который в ряде случаев может выдвигаться на первые роли.
•Значение первого этапа пентозофосфатного пути заключается в синтезе НАДФН и рибозо-5-фосфата. НАДФН используется для синтеза жирных кислот и холестерола, для синтеза глутаминовой кислоты, для синтеза дезоксирибонуклеотидов, для систем защиты клетки от свободно-радикального окисления.
•Рибозо-5-фосфат абсолютно необходим для синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов и нуклеиновых кислот. При определенных условиях клетка может подключать второй неокислительный этап. Благодаря этому рибозо-5-фосфат не будет накапливаться и его углероды перейдут в состав фруктозо- 6-фосфата и уйдут в гликолиз.
•Нарушения пентозофосфатного пути
•Генетическая недостаточность глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы отмечается примерно с частотой 1:60, то есть на Земле имеется около 100 млн. человек с этим заболеванием, которое, к счастью, не всегда проявляется. Следствием ферментного дефекта является снижение синтеза НАДФН в клетке. Особенно существенно это влияет на эритроциты, в которых окислительный этап пентозофосфатного цикла является единственным источником НАДФН. Из разнообразных функций НАДФН в данном случае имеет значение одна – участие в работе антиоксидантной системы,
•При употреблении некоторых лекарственных препаратов (сульфаниламиды (стрептоцид, сульфацил-Na, норсульфазол), парацетамол, аспирин, примахин, метиленовый синий) в клетках активируются процессы свободнорадикального окисления. Здоровая клетка, и эритроцит в том числе, довольно легко справляются с дополнительной нагрузкой. При недостаточности глюкозо-6- фосфат-дегидрогеназы активность антиоксидантных систем ослабевает и перекись водорода накапливается в эритроците, усиливается повреждение его мембран и гемолиз до 20% всех эритроцитов.
•Регуляция
•Глюкозо-6-фосфат является субстратом как в гликолитическом, так и в пентозофосфатном пути. Если клетке нужна энергия, она направляет всю глюкозу по гликолитическому пути и синтезирует АТФ. Если клетке необходимы субстраты для биосинтеза — рибозо-5-фосфат и NADPH — глюкоза направляется по пентозофосфатному пути.
•Молекулярной основой такой регуляции служит активность ключевых ферментов гликолиза и
пентозофосфатного пути — фосфофруктокиназы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы. Фосфофруктокиназа ингибируется высокими концентрациями АТФ и цитрата, поэтому, когда в клетке достаточно энергии, гликолиз замедляется.
•Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа ингибируется высокой концентрацией NADPH (сигнал о том, что в клетке достаточно восстановительных эквивалентов для анаболических процессов). Если уровень NADPH в клетке снижается, пентозофосфатный путь включается и образует NADPH и рибозо-5-фосфат.