Функции цикла трикарбоновых кислот многообразны

• Интегративная – цикл Кребса является центральным метаболическим путём, объединяющим процессы распада и синтеза важнейших компонентов клетки.

• Анаболическая – субстраты цикла используются для синтеза многих других соединений: оксалацетат используется для синтеза глюкозы (глюконеогенез) и синтеза аспарагиновой кислоты, ацетил-КоА – для синтеза гема, α-кетоглутарат – для синтеза глютаминовой кислоты, ацетил-КоА – для синтеза жирных кислот, холестеролаа, стероидных гормонов, ацетоновых тел и др.

• Катаболическая – в этом цикле завершают свой путь продукты распада глюкозы, жирных кислот, кетогенных аминокислот – все они превращаются в ацетил-КоА; глутаминовая кислота – в α-кетоглутаровую; аспарагиновая – в ЩУК и пр.

• Собственно энергетическая – одна из реакций цикла (распад сукцинил-КоА) является реакцией субстратного фосфорилирования. В ходе этой реакции образуется 1 молекула ГТФ (реакция перефосфорилирования приводит к образованию АТФ).

• Водороддонорная – при окислении 3-х НАД⁺-зависимых субстратов (изоцитрата, α-кетоглутарата и малата) и ФАД-зависимого сукцината образуются 3 НАДН∙Н⁺ и 1 ФАДН₂. Эти восстановленные коферменты являются донорами водорода для дыхательной цепи митохондрий, энергия переноса водородов используется для синтеза АТФ. При этом за счёт окисления 3-х молекул НАДН∙Н⁺ образуется 3АТФ × 3 = 9 АТФ и за счёт окисления 1 молекулы ФАДН₂ - 2 АТФ. Итого водороддонорная функция цикла Кребса обеспечивает образование 11 молекул АТФ, а, учитывая энергетическую функцию цикла, получаем за полный его оборот («сгорание» 1 молекулы ацетил-КоА) 12 молекул АТФ.

• Анаплеротическая – восполняющая. Основным дефицитом при работе цикла является ЩУК. Её недостаток восполняется реакцией, катализируемой пируваткарбоксилазой:

пируваткарбоксилаза

ПВК + НСО₃^- – биотин + Н₂О ЩУК + АДФ + Н₃РО₄

Скорость реакция цикла Кребса определяется энергетическими потребностями клетки.

Скорость реакций цикла Кребса коррелирует с интенсивностью процесса тканевого дыхания и связанного с ним окислительного фосфорилирования. В свою очередь, функцио(дыхательного контроля): чем меньше это соотношение, тем интенсивнее идёт тканевое дыхание и эффективнее генерируется электро-химический потенциал, т. е. увеличивается выработка АТФ. Ускорение тканевого дыхания приводит к более быстрому потреблению субстратов цикла Кребса, которые одновременно являются также субстратами тканевого дыхания.

Непосредственно регулируется активность дегидрогеназ цикла Кребса, которая зависит от величины отношения НАДН∙Н⁺/ НАД⁺: при недостатке НАД⁺ их активность снижается, поскольку именно окисленная форма кофермента является акцептором водородов для субстратов лимоннокислого цикла. Помимо этого, существует аллостерический механизм регуляции: для изоцитрадегидрогеназы аллостерическими ингибиторами являются АТФ и НАДН∙Н⁺, активатором – АДФ. Сукцинатдегидрогеназа угнетается избытком субстрата.

Рис.5. Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса)

Эффект Пастера –подавление гликолиза дыханием впервые было обнаружено у микроорганизмов.

Заключение. Т.о. в отсутствие кислорода клетка может синтезировать АТФ только за счет гликолитического разрушения глюкозы, и дает незначительное количество энергии. При аэробном окислении глюкозы АТФ образуется исключительно за счет окислительного фосфорилирования.

доц.кафедры

Дата

Министерство здравоохранения Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра_________________________________________________

Обсуждено на заседании кафедры (МК или ЦУНМС)____________________

Протокол № _______

ЛЕКЦИЯ

По биологической химии

для студентов_____2-го_____ курса ___лечебного___________________факультета

Тема:___Углеводы 3. Тканевой обмен __углеводов. Регуляция уровня глюкозы в крови__________

Время__90 мин___________________

Учебная цель:

Сформировать представления о путях метаболизма глюкозы, молекулярных и физиологических механизмах регуляции уровня глюкозы в крови.

ЛИТЕРАТУРА

1.Биохимия человека:, Р.Марри, Д.Греннер, П.Мейес, В.Родуэлл.- М.книга ,2004.- т.1..с.- 196-204., 210-211., 212-224., 311-318.