Значение пентозофосфатного пути окисления глюкозы:
За счет ПФЦ примерно 50% покрывается потребность организма в НАДФН(Н+), и может использоваться для следующих процессов – 1. В реакциях биосинтеза СЖК, ХС и КС, 2. В реакциях гидроксилирования при обезвреживании ксенобиотиков и некоторых эндогенных метаболитов, 3. В реакции восстановительного амминирования для обезвреживания аммиака и образование заменимых аминокислот. 4. Для восстановления окисленного глутатиона при участии ФАД-зависимого фермента ГР. 5. Для работы НАДФН-оксидазной системы клеток крови.
Пентозы, являющиеся промежуточными продуктами пентозного цикла, могут быть использованы для образования НК, Ко, НТФ, ГАГов
ПФЦ – это путь перехода избытка пентоз в глюкозу, а затем в гликоген
|
|
Особенности пентозофосфатного пути в разных клетках
Если клетка нуждается в больших количествах НАДФН (например, синтез жирных кислот в печени или синтез холестерола), то активно будут идти как 1-й, так и 2-й этапы. Образованные фруктозо-6-фосфат и глицеральдегидфосфат в реакциях глюконеогенеза превратятся в глюкозо-6-фосфат, и цикл начнется вновь.
|
Особенность пентозного шунта в адипоците |
Особенность пентозного шунта в эритроците |
Если клетке нужны НАДФН и энергия АТФ (как в эритроците), то фруктозо-6-фосфат и глицеральдегидфосфат на выходе из 2-го этапа "провалятся" в гликолитические реакции.
Если клетка растет и делится, то ей необходимы НАДФН и рибозо-5-фосфат. В этом случае 2-й этап идти не будет, весь образуемый на 1-м этапе рибулозо-5-фосфат превратится в рибозо-5-фосфат, который используется для синтеза нуклеотидов. НАДФН будет расходоваться на синтез дезоксирибонуклеотидов:
Сходство и различие между гликолизом и пентозным циклом.
Сходство заключается в том, что оба процесса протекают в цитоплазме в анаэробных условиях и начинаются с фосфорилирования глюкозы.
Различия:
Гликолиз
образуется АТФ, которая является универсальным источником энергии для многих процессов, в том числе для биосинтеза белков и т.п.
глюкоза распадается до фосфотриоз, полный распад требует кислорода и протекает в митохондриях.
Промежуточными продуктами гликолиза являются фосфотриозы, которые могут быть использованы для образования липидов или окисляются до ПВК, которая, подвергаясь окислительному декарбоксилированию, дает ацетил-КоА или используется на глюконеогенез.
Большинство реакций гликолиза обратимы.
Гликолиз протекает преимущественно в мышцах
Пентозный цикл
образуются НАДФН(Н+) – источники энергии для синтеза СЖК, ХС и КС
в анаэробных условиях глюкоза полностью распадается до СО2 в цитоплазме.
Промежуточными продуктами цикла являются пентозы, которые используются на синтез НК, НТФ, Ко
Процесс необратимый.
ПФЦ протекает в эритроцитах, жировой и нервной тканях, печени
Нарушения пентозофосфатного шунта
наиболее часто встречается недостаточность первого фермента – глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы.
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.
После употребления некоторых лекарственных препаратов – сульфаниламиды (стрептоцид, сульфацил-Na, норсульфазол), парацетамол, аспирин, примахин, метиленовый синий – в клетках активируются процессы свободнорадикального окисления (внутриклеточный окислительный стресс). 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% эритроцитов. Также отмечены подобные нарушения при потреблении препаратов витамина К, растительных продуктов (стручковые, бобовые), в результате вирусных инфекций, при состоянии ацидоза.