Регуляция гиколиза и глюконеогенеза

Фруктозо-2,6-фосфат – аллостерический активатор фосфофруктокиназы, уменьшает ингибирующее действие АТФ на этот фермент в абсорбтивном периоде и повышает его сродство к фруктозо-6-фосфату (гликолиз).

Фруктозо-2,6-дифосфат ингибирует фруктозо-1,6 дифосфатазу (глюконеогенез).

Фруктозо-2,6 дифосфоа образуется путем фосфорилирования фруктозо-6-фосфата при участии бифункционального фермента (БИФ), который катализирует и обратную реакцию. Киназная активность проявляется, когда БИФ находится в дефосфорилированной форме (БИФ-ОН). Это характерно для абсорбтивного периода, когда инсулин-глюкагоновый индекс высокий.

При низком инсулин-глюкагоновом индексе (период длительного голодания) БИФ фосфорилируется и проявляет фосфатазную активность, т.е. дефосфорилирует фруктозо-2,6-дифосфат. Снижает его количество, что приводит к замедлению гликолиза и активации глюконеогенеза.

Киназная и фосфатазная реакции катализируются разными активными центрами БИФ. В момент активации киназного активного центра фосфатный центр ингибируется.

ПРИЛОЖЕНИЕ ДЛЯ ПЕДИАТРИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТА

Нарушения обмена углеводов

Наследственная непереносимость фруктозы клинически проявляется при переводе на пищу содержащую фруктозу (введение прикорма).

Признаки: приступы рвоты, болей в животе, гипотрофия, прогрессирующее нарушение функции печени. Нередко процесс развивается остро после приема с пищей фруктозы.

В основе синдрома недостаточность фруктозо-1-фосфат альдолазы, катализирующей распад фруктозо-1-фосфата и его дальнейшие превращения.

Галактоземия может быть вызвана отсутствием одного из трех ферментов, обеспечивающих ее вхождение в общий путь метаболизма углеводов. Дефицит галактокиназы ведет к тому, что глюкоза, не подвергаясь фосфорилированию, не вовлекается в обменные процессы, накапливается в избытке и появляется в моче.

Заболевание проявляется ухудшением зрения в результате образования катаракт. Их возникновение связано с усиленным образованием галактитола. Накапливаясь в стекловидном теле, галактитол связывает большие количества воды, что приводит к разрыву зонулярных волокон.

Дефицит галактозо-1-фосфат-уридил-трансферазы ведет к накоплению галактозо-1-фосфата и галактозы. Недостаточность проявляется непереносимость глюкозы и возникает уже через несколько дней после начала кормления.

Дефицит уридинфосфингалактозо-4-эпимеразы описан к середине 80-х годов лишь у больных одной семьи: наблюдали гипергалактоземию и галактозурию при отсутствии клинических проявлений.

Домашнее задание

1. Решите задачи:

1. У спортсмена (лыжника) после тренировки в крови обнаружили повышенную концентрацию лактата. Объясните механизм повышения лактата в крови, укажите органы, в которых происходит его образование и какова судьба лактата в организме?

2. При исследовании активности ферментов углеводного обмена высокая активность отмечалась фосфоенолпируваткарбоксикиназы, фруктозо-1,6-дифосфатазы и глюкозо-6-фосфатазы в печени и почках. Как вы можете охарактеризовать эти ферменты и почему именно в этих тканях?

3. Этанол угнетает глюконеогенез и активность ферментов цикла трикарбоновых кислот. Какие изменения в обмене углеводов и функциональном состоянии органов (головного мозга, скелетной мускулатуры) вызывает этанол?

4. Одним из наиболее частых признаков токсического или инфекционного поражения печени является мышечная слабость, быстрая утомляемость. В крови таких больных обычно обнаруживается слегка повышенная концентрация лактата. Связаны ли указанные признаки с нарушением обмена углеводов и, если да, то с какими конкретно?

5. Оттекающий с кровью от скелетной мускулатуры лактат окисляется в сердечной мышце до СО₂и Н₂О. Почему лактат не окисляется в скелетной мышце?

6. Известно, что напряженная и длительная работа сопровождается накоплением в мышечной ткани лактата, что сопровождается развитием чувства усталости, утомления. После окончания мышечной нагрузки все “излишки” лактата ликвидируются. Каким образом?