otvety__tablitsa_Vlada
.pdf
В ходе неокислительного этапа рибулозо – 5 – фосфат обратимо превращается в рибозо – 5 фосфат, а также в метаболиты гликолиза (глицеральдегид-3-фосфат, фруктозо-1,6- дифосфат).
ПВП наиболее активно протекает в жировой ткани, печени, эритроцитах, молочной железе. Как уже говорилось, р-ции оксилительного этапа служат основным источником NADPH + H* в клетках. Большое количество NADPH + H* используется для синтеза жирных кислот, холестерола, желчных кислот и стероидных гормонов, поэтому в клетках печени, жировой ткани, лактирующей молочной железе имеется высокий уровень ферментов для ПФП.
Эритроциты также используют ПФП для получения NADPH + H*, который используется для восстановления глутатиона.
Регуляция ПФП(найти ничего толкового не удалось, поэтому либо) – связана с регуляцией ферментов ПФП: их активность повышается при приеме пищи; при голодании
– снижается. Синтез ферментов повышает наличие инсулина. Репрессорами же ферментов могут быть длинноцепочечный ацил – СoA, цАМФ, глюкагон; активаторами ферментов – цитрат и инсулин.
либо из вики:
Глюкозо – 6 - фосфат способен вступить в гликолиз, либо в пентозофосфатный путь. Это определяется потребностями клетки в данный момент, а также концентрацией NADP+ в
цитозоле. Без наличия акцептора электронов первая реакция пентозофосфатного пути (катализируемая глюкозо-6-фосфатдегидрогеназой) не будет идти. Когда клетка быстро переводит NADPH в NADP+ в биосинтетических восстановительных реакциях, уровень NADP+ поднимается, аллостерически стимулируя глюкозо-6-фосфатдегидрогензазу и тем самым увеличивая ток глюкозо-6-фосфата через пентозофосфатный путь. Когда потребление NADPH замедляется, уровень NADP+ снижается, и глюкозо-6-фосфат утилизируется гликолитически.
3)Источники глюкозы.
1.Большинство углеводов, поступающих в организм с пищей. Они гидролизуются с образованием глюкозы, галактозы или фруктозы, которые через воротную вену поступают в печень. В печени галактоза и фруктоза также быстро превращаются в глюкозу.
2.Различные глюкозообразующие соединения, вступающие на путь глюконеогенеза. Эти соединения можно разделить на две группы:
·соединения, превращающиеся в глюкозу и не являющиеся продуктами ее метаболизма, например аминокислоты;
·соединения, которые являются продуктами частичного метаболизма глюкозы в ряде тканей; они переносятся в печень и почки, где из них ресинтезируется глюкоза. Так, лактат, образующийся в скелетных мышцах и эритроцитах из глюкозы, транспортируется в печень, и почки, где из него вновь образуется глюкоза, которая затем поступает в кровь и ткани (цикл Кори).
Пути ее использования в клетках.
После всасывания в кишечнике глюкоза поступает в воротную вену и далее преимущественно в печень. Часть глюкозы организм перерабатывает в гликоген, который накапливается в печени и мышцах. Оставшаяся глюкоза попадает в кровеносную систему и питает клетки и внутренние органы, в особенности мозг, который не способен синтезировать и депонировать глюкозу.
В дальнейших превращениях в клетках глюкоза участвует в виде фосфорных эфиров. Поступая в клетки органов и тканей, она подвергается фосфорилированию и образованию глюкозо – 6 –фосфата. Путем гликолиза из глюкозы – 6 фосфата можно получить гликоген, удф – глюкуроновую кислоту, гексозы, гексозамины и др. Также из глюкозо – 6
– фостфата может образовываться пируват и, в конечном счете, лактат. Пентозофосфатным путем из глюкозы – 6 – фосфата можно получить рибозу и большое количество NADPH + H*.
Гормоны прямого действия, влияющие на метаболизм глюкозы: Инсулин. Основные механизмы действия:
1.Инсулин повышает проницаемость плазматических мембран для глюкозы. Этот эффект инсулина является главным лимитирующим звеном метаболизма углеводов в клетках.
2.Инсулин снимает тормозящее действие глюкокортикостероидов на гексокиназу.
3.На генетическом уровне инсулин стимулирует биосинтез ферментов метаболизма углеводов, в том числе ключевых ферментов.
Регуляция секреции инсулина в кровь происходит с участием нейро-рефлекторных механизмов. В стенках кровеносных сосудов есть особые хеморецепторы, чувствительные
к глюкозе. Повышение концентрации глюкозы в крови вызывает рефлекторную секркцию инсулина в кровь, глюкоза проникает в клетки и ее концентрация в крови снижается.
Глюкагон.
1.Вызывает повышение активности гликоген-фосфорилазы. В результате ускоряется распад гликогена. Так как глюкагон оказывает эффект только в печени то можно сказать, что он "гонит глюкозу из печени".
2.Понижает активность гликоген-синтетазы, замедляя синтез гликогена.
3.Активирует липазу в жировых депо.
Адреналин. механизмы действия у него такие же, как у глюкагона.
1.Ускоряет распад гликогена.
2.Замедляет синтез гликогена.
3.Ускоряет липолиз.
Глюкокортикостероиды (ГКС).
Относятся к стероидным гормонам, поэтому обладают внутриклеточным типом взаимодействия с клеткой-мишенью. Проникая в клетку-мишень, они взаимодействуют с клеточным рецептором и обладают следующими эффектами:
1.Ингибируют гексокиназу - таким образом они замедляют утилизацию глюкозы. В результате концентрация глюкозы в крови возрастает.
2.Данные гормоны обеспечивают процесс гликонеогенеза субстратами.
Билет №7.
1. Гликогенолиз(распад гликогена) происходит в интервалах между приемами пищи и ускоряется во время физической работы. Этот процесс осуществляется путем последовательного отщепления остатков глюкозы, в виде глюкозо-1-фосфата с помощью гликогенфосфорилазы, расщепляющей а1,4-гликозидные связи. Этот фермент не расщепляет а1,6-гликозидные связи в местах разветвлений, поэтому необходимы еще два фермента:
1)α(1-4)-α(1-6)-Глюкантрансфераза, переносящиая фрагмент из трех остатков глюкозы на другую цепь с образованием новойα-1,4-гликозидной связи, ри этом на прежнем месте остается один остаток глюкозы и "открытая" доступная α-1,6-гликозидная связь.
2)Амило-α-1,6-глюкозидаза, "деветвящий" фермент – гидролизует α-1,6-гликозидную связь с высвобождением свободной(нефосфорилированной) глюкозы. В результате образуется цепь без ветвлении,̆служащая субстратом для фосфорилазы.
После действия данных ферментов остаток глюкозы в точке ветвления освобождается в форме свободной глюкозы. Гликоген распадается до глюкозо-6-фосфата и свободной глюкозы без затрат АТФ.
Переключение процессов синтеза и мобилизации гликогена (одновременное протекание этих метаболических путей невозможно) происходит при смене состояния покоя организма на режим физической работы. В переключении этих метаболических путей в
печени участвуют гормоны инсулин, глюкагон и адреналин, а в мышцах - инсулин и
адреналин.
ВПЕЧЕНИ: Первичный сигнал для синтеза инсулина и глюкагона - изменение концентрации глюкозы в крови. 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. Гормон 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 . Адреналин стимулирует выведение глюкозы из печени в кровь, для того чтобы снабдить ткани (в основном мозг и мышцы) «топливом» в экстремальной ситуации. Эффект адреналина в печени обусловлен фосфорилированием (и активацией) гликогенфосфорилазы.
ВМЫШЦАХ: В экстремальных ситуациях в мышечных клетках мобилизация гликогена ускоряется адреналином. Связывание адреналина с β-рецепторами, ассоциированными с аденилатциклазной системой, приводит к образованию цАМФ в клетке и последовательному фосфорилированию и активации киназы фосфорилазы и гликогенфосфорилазы , стимулирующих распад гликогена. Образованный из гликогена глюкозо-6-фосфата вовлекается в аэробныйи анаэробныйраспад глюкозы и обеспечивает клетки АТФ. При умеренных мышечных сокращениях, т.е. в ситуации, не требующей включения аденилатнойсистемы, киназа фосфорилазы активируется аллостерически ионами Са2+. Роль ионов Са2+ заключается не только в инициации мышечного сокращения, но также в обеспечении мышц энергиеи.̆Активация киназы фосфорилазы мышц с помощью ионов Са2+ опосредована кальмодулином.
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ГЛИКОГЕНОЛИЗА
Расход АТФ: в подготовительной стадии гликогенолиза затрачивается 1 молекула АТФ на фосфорилирование фруктозо-6 фосфата.
Образование АТФ: 4 молекулы АТФ образуется в реакциях субстратного фосфорилирования в процессе окисления двух молекул фосфотриоз Суммарно: + 3 молекулы АТФ.
2. Пентозофосфатный путь — альтернативный путь окисления глюкозо-6-фосфата. Пентозофосфатный путь состоит из двух этапов: окислительного и неокислительного. Пентозофосфатный путь обеспечивает клетки рибозой для синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов и гидрированным коферментом NADPH, который используется в восстановительных процессах. Ферменты пентозофосфатного пути
локализованы в цитозоле. Окислительный этап
В окислительной части пентозофосфатного пути глюкозо-6-фосфат подвергается окислительному декарбоксилированию, в результате которого образуются пентозы. Этот этап включает 2 реакции дегидрирования.
Суммарное уравнение окислительного этапа пентозофосфатного пути можно представить в виде:
Глюкозо-6-фосфат + 2 NADP+ + Н2О → Рибулозо-5-фосфат + 2 NADPH + Н+ + СО2.
Реакции окислительного этапа служат основным источником NADPH в клетках. Гидрированные коферменты снабжают водородом биосинтетические процессы, окислительно-восстановительные реакции, включающие защиту клеток от активных форм кислорода. NADPH как донор водорода участвует в анаболических процессах, например в синтезе холестерина.
Реакции окислительного пути протекают только в том случае, если восстановленный кофермент NADPH возвращается в исходное окисленное состояние NADP+ при участии NADPH-зависимых дегидрогеназ.
Неокислительный этап
Неокислительный этап пентозофосфатного пути включает серию обратимых реакций, в результате которых рибулозо-5-фосфат образуется из фруктозо-6- фосфата и глицеральдегид-3-фосфата. В этих превращениях принимают участие ферменты:
эпимераза, изомераза, транскетолаза и трансальдолаза. Неокислительный этап пентозофосфатного пути не включает реакции дегидрирования и поэтому используется только для синтеза пентоз.
Исходными веществами неокислительного этапа являются пять молекул фруктозо-6- фосфата. Конечный продукт реакции — шесть молекул рибозо-5-фосфата => пять молекул глюкозы превращаются в шесть молекул пентозы.
Окислительный этап образования пентоз и неокислительный этап (путь возвращения пентоз в гексозы) составляют вместе циклический процесс. Такой процесс можно описать общим уравнением:
6 Глюкозо-6-фосфат + 12 NADP+ + 2 Н2О → 5 Глюкозо-6-фосфат + 12 NADPH +12 Н+ + 6 СO2.
Пентозофосфатный путь и гликолиз, протекающие в цитозоле, взаимосвязаны и способны переключаться друг на друга в зависимости от соотношения концентраций промежуточных продуктов, образовавшихся в клетке. При сбалансированнойпотребности в NADPH и пентозах в клетке происходит окислительныйпуть синтеза пентоз. Если потребности в пентозах превышают потребности в NADPH, то образование рибозо-5- фосфата может происходить из метаболитов гликолиза.
Следствием ферментного дефекта глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы является снижение синтеза НАДФН в клетке. Особенно существенно это влияет на эритроциты, в которых окислительный этап пентозофосфатного цикла является единственным источником НАДФН. Из разнообразных функцийНАДФН в данном случае имеет значение одна – участие в работе антиоксидантнойсистемы. 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.
3. Изменение обмена углеводов при:
1) Голодании: Если пища не принимается в течение суток и более, то это состояние определяют как голодание. Типичным постабсорбтивным периодом считают состояние после 12-часового ночного перерыва в приѐме пищи. В начале постабсорбтивного периода концентрация глюкозы в крови снижается, вследствие чего снижается секреция инсулина и повышается концентрация глюкагона. При снижении индекса инсулин/глюкагон ускоряются процессы мобилизации депонированных энергоносителей. В постабсорбтивном периоде изменения метаболизма направлены, главным образом, на поддержание концентрации в крови глюкозы, которая служит основным энергетическим субстратом для мозга и единственным источником энергии для эритроцитов. Основные изменения метаболизма в этот период происходят в печени и жировой ткани.
Изменения метаболизма в печени: в печени прежде всего ускоряется мобилизация гликогена , однако запасы гликогена в печени истощаются в течение 18-24 ч голодания. Главным источником глюкозы по мере исчерпания запасов гликогена становится глюконеогенез, который начинает ускоряться через 4-6 ч после последнего приѐма пищи. Субстратами для синтеза глюкозы служат глицерол, аминокислоты и лактат. Вместе с тем увеличивается снабжение печени жирными кислотами, которые транспортируются из жировых депо. Ацетил-КоА, образующийся при окислении жирных кислот, используется в печени для синтеза кетоновых тел.
2) Физических нагрузках: При мышечной деятельности возрастает мобилизация глюкозы из печени, где она депонируется в виде гликогена. Гликоген распадается до глюкозы, которая выходит в кровь, что препятствует развитию гипогликемии. Выход глюкозы из печени в кровь усиливается в 2—3 раза при мышечной деятельности умеренной интенсивности и в 7—10 раз — при напряженной работе. Высокий уровень глюкозы в крови благодаря гомеостатической функции печени при мышечной деятельности поддерживается до тех пор, пока в печени не исчерпается запас гликогена. За счет запасов гликогена печени мышцы могут выполнять работу большой мощности в течение 20—40 мин. Усиление мобилизации углеводов обусловлено повышением активности ферментов, катализирующих реакции распада и синтеза гликогена. При отдельных видах мышечной работы активность гликогенфосфорилазы в мышцах нижних конечностей увеличивается в 2,4 раза, а гликогенсинтетазы — почти в 2 раза. Степень изменения активности ферментов зависит от длительности, интенсивности и типа нагрузки. Регулируется активность этих ферментов многими механизмами, в том числе гормонами (адреналин), циклическим АМФ, ионами a +, обмен которых изменяется при мышечной деятельности.
3)После еды: Повышение уровня глюкозы стимулирует секрецию инсулина бетаклетками островков поджелудочной железы . Инсулин через воротную вену поступает в печень , где разрушается примерно 50% гормона. Оставшийся инсулин поступает в общий кровоток, связывается с рецепторами тканей-мишеней и стимулирует поглощение глюкозы этими тканями. Главные мишени инсулина - клетки печени, мышц и жировой ткани. Около 10% углеводов, поступивших с пищей, запасается в печени в виде гликогена в ходе гликогенеза .Еще 10-15% углеводов пищи метаболизируется в мышечной и жировой тканях и в виде субстратов глюконеогенеза поступает в печень. В печени эти субстраты превращаются в глюкозу и затем в гликоген. В норме концентрации глюкозы и инсулина достигают максимума через 1 ч и возвращаются к исходному уровню через 3-4 ч после еды. У людей с ожирением концентрации глюкозы и, особенно, инсулина возрастают сильнее, чем у людей с нормальным весом. Однако и при ожирении максимальная концентрация инсулина наблюдается через 1 ч после еды.
Билет 8
1.
2. из малата глюкоза ( малат-оксалат-фосфоенолпируват-и дальше схема синтеза)