- •Биохимия. Методическое пособие для самостоятельной работы студентов лечебного и педиатрического факультетов.
- •2 Семестр.
- •Метаболизм углеводов лекция 1, 2, 3 Краткая характеристика углеводов
- •Общей формулой c m (h2o) n.
- •Классификация углеводов
- •1).Выделяют 3 основные группы в зависимости от количества составляющих их мономеров: моносахариды, олигосахариды и полисахариды.
- •Моносахариды
- •На альдозы и кетозы.
- •Альдозы
- •Гликозаминогликаны (мукополисахариды)
- •Превращения углеводов
- •Роль печени в углеводном обмене
- •Перенос глюкозы и других моносахаридов в клетки
- •Всасывание моносахаридов в кишечнике:
- •Транспорт глюкозы из крови в клетки
- •Всасывание углеводов в кишечнике.
- •Мальабсорбция
- •Взаимопревращения моносахаридов
- •Синтез гликогена
- •Мобилизация гликогена
- •Гликогенозы
- •Печеночные гликогенозы
- •Агликогенозы
- •Концентрация глюкозы в крови
- •Источники поддержания концентрации глюкозы в крови
- •Превращение глюкозы в клетках
- •1 Стадия – фосфорилирование глюкозы и ее превращение в глицеральдегид-3-фосфат с использованием 2 молекул атф (1 - 5 реакции)
- •2 Стадия – превращение глицеральдегид-3-фосфата в лактат и сопряженное образование 4х молекул атф (6 - 11 реакции).
- •Последовательность протекающих при гликолизе реакций
- •1 Стадия:
- •Регуляция гликолиза
- •Эффективность гликолиза и гликогенолиза.
- •Эффект Пастера
- •Пентозофосфатный цикл окисления глюкозы (пфц) (апотомический распад глюкозы)
- •Значение пентозофосфатного пути окисления глюкозы:
- •Особенности пентозофосфатного пути в разных клетках
- •Сходство и различие между гликолизом и пентозным циклом.
- •Нарушения пентозофосфатного шунта
- •Выделение конечных продуктов обмена углеводов
Транспорт глюкозы из крови в клетки
Потребление глюкозы клетками из кровотока происходит также путём облегчённой диффузии. Следовательно, скорость трансмембранного потока глюкозы зависит только от градиента её концентрации. Исключение составляют клетки мышц и жировой ткани, где облегчённая диффузия регулируется инсулином. В отсутствие инсулина плазматическая мембрана этих клеток непроницаема для глюкозы, так как она не содержит белки-переносчики (транспортёры) глюкозы.
Транспортёры глюкозы называют также рецепторами глюкозы. Транспортёр имеет участок связывания глюкозы на внешней стороне мембраны. После присоединения глюкозы конформация белка изменяется, в результате чего глюкоза оказывается связанной с белком в участке, обращённом внутрь клетки. Затем глюкоза отделяется от транспортёра, переходя внутрь клетки.
Способ облегчённой диффузии по сравнению с активным транспортом предотвращает транспорт ионов вместе с глюкозой, если она транспортируется по градиенту концентрации.
Всасывание углеводов в кишечнике.
Всасывание моносахаридов из кишечника происходит путём облегчённой диффузии с помощью специальных белков-переносчиков (транспортёров). Кроме того, глюкоза и галактоза транспортируются в энтероцит путём вторично-активного транспорта, зависимого от градиента концентрации ионов натрия. Белки-транспортёры, зависимые от градиента Na+, обеспечивают всасывание глюкозы из просвета кишечника в энтероцит против градиента концентрации. Концентрация Na+, необходимая для этого транспорта, обеспечивается Nа+,К+-АТФ-азой, которая работает как насос, откачивая из клетки Na+ в обмен на К+.
В отличие от глюкозы, фруктоза транспортируется системой, не зависящей от градиента натрия.
Глюкозные транспортёры (ГЛЮТ) обнаружены во всех тканях. Существует несколько разновидностей ГЛЮТ, они пронумерованы в соответствии с порядком их обнаружения.
Структура белков семейства ГЛЮТ отличается от белков, транспортирующих глюкозу через мембрану в кишечнике и почках против градиента концентрации.
Описанные 5 типов ГЛЮТ имеют сходные первичную структуру и доменную организацию.
ГЛЮТ-1 обеспечивает стабильный поток глюкозы в мозг;
ГЛЮТ-2 обнаружен в клетках органов, выделяющих глюкозу в кровь. Именно при участии ГЛЮТ-2 глюкоза переходит в кровь из энтероцитов и печени. ГЛЮТ-2 участвует в транспорте глюкозы в β-клетки поджелудочной железы;
ГЛЮТ-3 обладает большим, чем ГЛЮТ-1, сродством к глюкозе. Он также обеспечивает постоянный приток глюкозы к клеткам нервной и других тканей;
ГЛЮТ-4 - главный переносчик глюкозы в клетки мышц и жировой ткани;
ГЛЮТ-5 встречается, главным образом, в клетках тонкого кишечника. Его функции известны недостаточно.
Все типы ГЛЮТ могут находиться как в плазматической мембране, так и в цитозольных везикулах. ГЛЮТ-4 (и в меньшей мере ГЛЮТ-1) почти полностью находятся в цитоплазме клеток. Влияние инсулина на такие клетки приводит к перемещению везикул, содержащих ГЛЮТ, к плазматической мембране, слиянию с ней и встраиванию транспортёров в мембрану. После чего возможен облегчённый транспорт глюкозы в эти клетки. После снижения концентрации инсулина в крови транспортёры глюкозы снова перемещаются в цитоплазму, и поступление глюкозы в клетку прекращается.
Перемещение глюкозы из первичной мочи в клетки почечных канальцев происходит вторично-активным транспортом, подобно тому, как это осуществляется при всасывании глюкозы из просвета кишечника в энтероциты. Благодаря этому глюкоза может поступать в клетки даже в том случае, если её концентрация в первичной моче меньше, чем в клетках. При этом глюкоза реабсорбируется из первичной мочи почти полностью (99%).
Известны различные нарушения в работе транспортёров глюкозы. Наследственный дефект этих белков может лежать в основе инсулинонезависимого сахарного диабета. В то же время причиной нарушения работы транспортёра глюкозы может быть не только дефект самого белка. Нарушения функции ГЛЮТ-4 возможны на следующих этапах:
передача сигнала инсулина о перемещении этого транспортёра к мембране;
перемещение транспортёра в цитоплазме;
включение в состав мембраны;
отшнуровывание от мембраны и т.д.