Лекция № 19. Тема «обмен углеводов».

1. Глюконеогенез – химизм, биологическое значение, локализация.

2. Регуляция обмена углеводов (глюконеогенеза).

3. Патология углеводного обмена: фруктозурия, галактоземия – биохимическая сущность.Меры профилактики нарушений обмена углеводов с их биохимическим обоснованием.

4. Методы исследования углеводного обмена.

1. Глюконеогенез – химизм, биологическое значение, локализация.

Глюконеогенез – это синтез глюкозы из веществ неуглеводной природы.

Главные субстраты глюконеогенеза:

• Пируват

• Лактат – продукт анаэробного гликолиза в эритроцитах и работающих мышцах, используется в глюконеогенезе постоянно.

• Глицерин – высвобождается при гидролизе жиров или при физической нагрузке.

• Аминокислоты – образуются при распаде мышечных белков и включаются в глюконеогенез при длительном голодании или продолжительной мышечной работе.

• Субстраты цикла Кребса

Жирные кислоты служить источником глюкозы не могут.

Схема включения субстратов в глюконеогенез.

Глюконеогенез обеспечивает потребность организма в глюкозе в тех случаях, когда понижение уровня глюкозы не компенсируется гликогеном печени. Например: при относительно длительном голодании или резком ограничении углеводов в питании.

Функции глюконеогенеза.

• Поддержание уровня глюкозы в крови в период длительного голодания и интенсивных физических нагрузок. В анаэробных условиях мышцы для энергетических нужд используют только глюкозу;

• Постоянное поступление глюкозы в качестве источника энергии абсолютно необходимо нервной ткани (мозгу) и эритроцитам.

• Глюкоза необходима и жировой ткани для синтеза глицерина – составной части липидов.

Процесс глюконеогенеза в основном протекает в печени и менее интенсивно в корковом веществе почек, а также слизистой оболочке кишечника.

Реакции гликолиза протекают в цитозоле, а часть реакций глюконеогенеза протекает в митохондриях.

Включение различных субстратов в гликонеогенез зависит от физиологического состояния организма.

Суммарное уравнение глюконеогенеза:

Наиболее значимо образование глюкозы, в первую очередь из пирувата, так как в него легко превращается основная гликогенная аминокислота – аланин, а так же молочная кислота, которая, поступая в значительных количествах в кровь из мышц после физической нагрузки, в печени под действием ЛДГ окисляется в пируват. В процессе катаболизма субстратов цикла Кребса образуется оксалоацетат, который также включается в реакции глюконеогенеза.

Основные стадии глюконеогенеза совпадают с реакциями гликолиза и катализируются теми же ферментами , только протекают они в обратном направлении.

Однако имеется очень важная особенность, обусловленная тем, что 3 реакции в гликолизе, катализируемые киназами: гексокиназой, фосфофруктокиназой и пируваткиназой, необратимы. Эти барьеры обходятся в глюконеогенезе с помощью специальных реакций.

Рассмотрим реакции глюконеогенеза, которые отличаются от реакций гликолиза и происходят в глюконеогенезе с использованием других ферментов.