ЛЕКЦИЯ № 6 Углеводы. Обмен глюкозы Екатеринбург,

ЛЕКЦИЯ № 6 Углеводы. Обмен глюкозы Екатеринбург, 2016 г. Дисциплина: Биохимия Лектор: Гаврилов И. В. Факультет: лечебно-профилактический, Курс: 2 ФГБОУ ВО УГМУ Минздрава России Кафедра биохимии

ПЛАН ЛЕКЦИИ 1. Углеводы: определение понятия, классификации. Биологические функции моно-, ди- и полисахаридов в организме человека. Основные углеводы пищи человека, принципы нормирования суточной потребности у детей и взрослых. 2. Переваривание углеводов в желудочно-кишечном тракте. Характеристика и механизм действия ферментов, участвующих в полостном и пристеночном пищеварении. 3. Всасывание углеводов в желудочно-кишечном тракте: локализация, механизмы всасывания пентоз и гексоз, роль транспортеров глюкозы (ГЛЮТ 1 -5). 4. Приобретенные и наследственные нарушение переваривания и всасывания углеводов: причины, механизмы развития, последствия. Понятия мальабсорбция, диспепсия. 5. Транспорт моносахаридов в организме человека. Виды транспорта моносахаридов в ЖКТ, почках и тканях организма. Транспортеры гексоз: виды (ГЛЮТ 1 -5), специфичность, тканевая локализация, регуляция активности. 6. Обмен галактозы в организме. Галактоземии, механизм развития, метаболические нарушения, биохимические и клинические проявления в детском и пожилом возврате. 7. Основные пути превращения углеводов в организме человека: схемы обмена гл-6 -ф в тканях (печень, почки, мышечная, жировая ткань). Роль ферментов гексокиназ, глюкозо-6 ф фосфатаз в углеводном обмене.

8. Обмен гликогена: понятие, тканевые особенности, внутриклеточная локализация, биологическое значение. Схема реакций гликогенеза и гликогенолиза, ферменты, регуляция. 9. Нарушения обмена гликогена: гликогенозы и агликогенозы. Причины, метаболические и клинические проявления. 10. Анаэробный гликолиз: понятие, тканевые особенности, внутриклеточная локализация, биологическое значение. Схема реакций анаэробного гликолиза, ферменты, энергетический баланс, регуляция. 11. Аэробный путь окисления глюкозы: понятие, тканевые особенности, биологическое значение. Схема этапов аэробного окисления глюкозы, их внутриклеточная локализация, энергетический баланс, регуляция. 12. Челночные системы транспорта водорода: понятие, схемы малат-аспартатной и глицерофосфатной челночных систем, тканевые особенности. Энергетический баланса аэробного окисления глюкозы при работе разных челночных систем. 13. Эффект Пастера: понятие, схемы переключения аэробного и анаэробного окисления глюкозы в аэробных тканях, особенности энергетического баланса. 14. Глюконеогенез: понятие, тканевые особенности, биологическое значение. Схема глюконеогенеза, субстраты, ключевые ферменты, внутриклеточная локализация, энергетический баланс, регуляция.

15. Пентозофосфатный путь: понятие, тканевые особенности, внутриклеточная локализация, биологическое значение. Схема реакций пентозофосфатного пути, ферменты, регуляция. Роль витамина В 1 в реакциях пентозофосфатного пути. 16. Регуляции углеводного обмена: основные принципы и уровни. Роль гормонов, органов, и метаболитов в регуляции углеводного обмена. 17. Центральный уровень регуляции углеводного обмена. Роль гормонов и молекулярные механизмы поддержания концентрации глюкозы в крови в абсорбтивный, постабсорбтивный период, при голодании и стрессе. 18. Инсулин: строение, синтез, регуляция синтеза и секреции, рецепторы, транспорт в крови и инактивация. Биологические функции, основные механизмы действия инсулина на метаболические процессы. 19. Понятия: нормогликемия, гипергликемия и гипогликемия. Физиологические и патологические причины развития гипергликемии и гипогликемии. Биохимические нарушения и клинические проявления, возникающие при острой и хронической гипергликемии и гипогликемии.

20. Сахарный диабет I типа (инсулинзависимый, ИЗСД): понятие, причины, стадии. Механизмы развития метаболических нарушений (гипергликемия, глюкозурия, гиперлипопротеинемия, гиперхолестеринемия, кетонурия, повышение лактата, ацидозы, азотемия, азотурия), острых (комы) и хронических (атеросклероз, диабетическая стопа, нефропатия, ретинопатия, нейропатия) осложнений. Взаимосвязь метаболических нарушений с клиническими проявлениями (полиурия, полидипсия, полифагия, кожный зуд, склонность к инфекциям, слабость, похудание) при ИЗСД. Биохимическая диагностика ИЗСД. 21. Сахарный диабет II типа (инсулиннезависимый, ИНЗСД): понятие, причины, стадии. Механизмы развития метаболических нарушений, острых и хронических осложнений: сходство и отличия с ИЗСД. Взаимосвязь метаболических нарушений с клиническими проявлениями при ИНЗСД. Биохимическая диагностика ИНЗСД. 22. Биохимическая лабораторная диагностика состояния углеводного обмена. Глюкозотолерантный тест, методика проведения, диагностическое значение.

Определение • Углеводы – вещества с общей формулой Cm ( H 2 O ) n , название основано на предположении, что все они содержат 2 компонента — углерод и воду ( XIX век). • Углеводы — полиоксикарбонильные соединения и их производные. • Углеводы – оксосоединения содержащие несколько оксигрупп

По видам мономеров. По положению оксогруппы Классификация Углеводы По способности к гидролизу Моносахариды Олигосахариды Полисахариды. Дисахариды Альдозы Кетозы Гомо- Гетеро-2 мономера 3 -10 мономера 10 > моно-меро в 1 мономер разные мономеры С ОR RС О Н R

1. выполняют энергетическую функцию (образование АТФ из АДФ). 2. выполняют пластическую функцию (участвуют в образовании ди-, олиго-, полисахаридов, аминокислот, липидов, нуклеотидов). 3. выполняют детоксикационную функцию (производные глюкозы, глюкурониды, участвуют в обезвреживании токсичных метаболитов и ксенобиотиков). 4. являются фрагментами гликолипидов (цереброзиды). Моносахариды

Тетрозы Эритроза 1. Эритрозо-4 ф образуется в ПФШ, участвует в образовании фруктозо-6 ф. 2. В растениях и многих микроорганизмах эритрозо-4 ф участвует в синтезе ароматических АК: триптофана, тирозина и фенилаланина. 3. Эритроза-4 ф в растениях, бактериях и грибах необходима для синтеза пиридоксина (витамин В 6).

Пентозы Рибоза Дезоксирибоза Рибулоза Ксилулоза. Альдозы Кетозы Компонент НК, РНК Компонент НК, ДНК Участвуют в ПФШ

Гексозы Галактоза. Глюкоза Фруктоза Участвуют в гликолизе Компонент ди-, олиго-, полисахаридов Основной источник энергии, синтез аминокислот, липидов, НК

β -лактоза Дисахариды У человека образуется только 1 дисахарид – β -лактоза. Лактоза синтезируется при лактации в молочных железах и содержится в молоке. 1. является источником глюкозы и галактозы для новорожденных; 2. участвует в формировании нормальной микрофлоры у новорожденных.

Сахароза Мальтоза Сахароза является весьма распространённым в природе дисахаридом, она встречается во многих фруктах, плодах и ягодах. Особенно велико содержание сахарозы в сахарной свёкле и сахарном тростнике (до 28 % сухого вещества), они используются для производства пищевого сахара. Мальтоза является промежуточным продуктом кислотного гидролиза гликогена и крахмала и конечным продуктом их гидролиза под влиянием амилаз и поэтому содержится в пищеварительном тракте и является промежуточным продуктом при винокурении, пивоварении. Содержится в некоторых растениях.

Целлюлоза Гомополисахариды Хлопок (99, 5% целлюлозы ) Линейный полисахарид (300— 10 000 остатков глюкозы) , наиболее распространенный биополимер, входящий в состав клеточных стенок растений и ряда микроорганизмов. Некоторые микроорганизмы, а также отд. виды беспозвоночных — черви, древоточцы благодаря ферменту целлюлазе, переваривают целлюлозу. Для человека обеспечивает перистальтику кишечника, является пищевым сорбентом, формирует нормальную микрофлору Древесина

Амилоза (компонент крахмала) Амилопектин (компонент крахмала и гликогена) Крахмал Гликоген

Гепарин. Гетерополисахариды Хондроитин-6 -сульфат Антикоагулянт широкого спектра действия , регулятор многих биохимических и физиологических процессов , протекающих в животном организме структурный компонент межклеточного вещества. Много в хрящевой ткани, есть в синовиальной жидкости, сухожилиях, связках, коже, костях

Гиалуроновая к-та Присутствует в свободном виде и комплексе с белками. Структурный компонент межклеточного вещества. Входит в состав суставной жидкости, кожи, костей, сухожилий связок, хрящей. Удерживает воду в геле, принимает участие в процессах размножения, миграции, узнавания и дифференцировки клеток различных органов и тканей. В организме человека с массой тела 70 кг около 15 г. гиалуроновой кислоты. Время полураспада в составе суставной смазки — от 1 до 30 недель, в эпидермисе и дерме – 1 – 2 дня, а в крови – несколько минут

Хитин — высокомол. линейный полисахарид, построенный из остатков N-ацетил- β D-глюкозамина с 1 -4 -связями между ними Широко распространен в природе, являясь опорным компонентом клеточной стенки большинства грибов и некоторых водорослей, наружной оболочки членистоногих и червей, некоторых органов моллюсков

Переваривание углеводов

Состав углеводов пищи Основными углеводами пищи являются полисахариды. Моносахаридов и дисахаридов в рационе меньше, они придают пище сладкий вкус. • Крахмал, целлюлоза – растительного происхождения • Гликоген, гликозаминогликаны – животного происхождения • Хитин – грибы, членистоногие. • Сахароза — сахарная свекла, сахарный тростник • Мальтоза –пиво. • Лактоза -молоко • Фруктоза –мед, фрукты

Принципы нормирования суточной потребности • Углеводы составляют 75% массы пищевого рациона. • Для предотвращения гипергликемии рекомендуется употреблять больше сложных углеводов и меньше простых г в сутки Взрослые Муж 425 Жен 360 Пожилые Муж 310 Жен

Роль углеводов в питании 1. Углеводы пищи являются источником моносахаридов : большая часть поли-, олиго- и дисахаридов пищи гидролизуется до моносахаридов, которые хорошо всасываются в кишечнике и попадают в кровь. 2. Целлюлоза пищи не переваривается, но обеспечивает процесс пищеварения (стимулирует перельстатику кишечника, формирование нормальной микрофлоры, выведение токсинов, токсичных метаболитов, холестерина и его производных из организма) • Всосавшиеся углеводы обеспечивают синтез более 50% макроэргических соединений. • Часть моносахаридов идет на синтез олиго- и полисахаридов, липидов, белков, НК и других соединений

Переваривание • Переваривание – это процесс расщепления веществ до их ассимилируемых форм Переваривание Внутриклеточное (лизосомальное) Внеклеточное Полостное Пристеночное

Переваривание углеводов

Транспортеры глюкозы Glu. T (ГЛЮТ) • ГЛЮТ-1 (эритроцитарный тип) – в эритроцитах, эндотелии сосудов гематоэнцефалического барьера. Ген — в I-й хромосоме • ГЛЮТ-2 (печеночный тип) — в печени, почках, тонкой кишке и панкреатических b-клетках. Молекула — 524 аминокислотных остатка. Ген — в 3 -й хромосоме • ГЛЮТ-3 (мозговой тип) в мозге, плаценте. Молекула — из 496 аминокислотных остатков. Ген — в 12 -й хромосоме • ГЛЮТ-4 (мышечно-жировой тип) в мышцах, адипоцитах. Молекула — из 509 аминокислотных остатков. Ген — в 17 -й хромосоме • ГЛЮТ-5 (кишечный тип) находится в тонкой кишке, почках. Молекула — из 501 аминокислотного остатка. Ген в 1 -й хромосоме. Всасывание фруктозы •

Всасывание углеводов

Транспорт глюкозы • Глюкоза поступает из кровотока с помощью белков-переносчиков – глюкозных транспортеров — ГЛЮТов. ГЛЮТ-2 Глюкоза Рецептор Инсулин Глюкоза ГЛЮТ-

Активация углеводов УДФ-глюкуроновая кислота. АТФ УТФ

Пути обмена глюкозо-6 ф в клетке гликоген о. СН 2 ОН Н НО ОН Н ОН ОН Н Н Глюкоза о. СН 2 ОРО 3 Н НО ОН Н ОН ОН Н Н Глюкозо-6 ф. АТФ АДФГексокиназа ( Km<0, 1 ) Глюкокиназа (Km=10) (печень, β -клетки ) H 2 OH 3 PO 4 Глюкозо-6 -фосфотаза ( печень, почки, ЖКТ) Аминокислоты Глицерофосфат ТГ, ФЛ ЖКАцетил- Ko. A Гетерополисахариды ПФПгликолиз НАДФН 2 АТФ ДЦ ЦТКНАДН 2, ФАДН 2 H 2 OО 2 нуклетиды СО

Катаболизм глюкозы Гликолиз ПФШ Энергетический путь • Синтез новых веществ, • обезвреживание ксенобиотиков, токсинов • Антиоксидантная защита. АТФ, НАДН 2 пентозы, НАДФН 290% 10%

Катаболизм глюкозы в клетке может проходить как в аэробных, так и в анаэробных условиях, его основная функция — это синтез АТФ. Аэробное окисление глюкозы В аэробных условиях глюкоза окисляется до СО 2 и Н 2 О. 1. Аэробный гликолиз. В окисления 1 глюкозы до 2 ПВК, с образованием 2 АТФ (сначала 2 АТФ затрачиваются, затем 4 образуются) и 2 НАДН 2 ; 2. Превращение 2 ПВК в 2 ацетил-Ко. А с выделением 2 СО 2 и образованием 2 НАДН 2 ; 3. ЦТК. В нем происходит окисление 2 ацетил-Ко. А с выделением 4 СО 2 , образованием 2 ГТФ (дают 2 АТФ), 6 НАДН 2 и 2 ФАДН 2 ; 4. Цепь окислительного фосфорилирования. В ней происходит окисления 10 (8) НАДН 2 , 2 (4) ФАДН 2 с участием 6 О 2 , при этом выделяется 6 Н 2 О и синтезируется 34 (32) АТФ В результате аэробного окисления глюкозы образуется 38 (36) АТФ

Катаболизм глюкозы без О 2 идет в анаэробном гликолизе и ПФШ (ПФП). • В ходе анаэробного гликолиза происходит окисления 1 глюкозы до 2 молекул молочной кислоты с образованием 2 АТФ (сначала 2 АТФ затрачиваются, затем 4 образуются). В анаэробных условиях гликолиз является единственным источником энергии. • В ходе ПФП из глюкозы образуются пентозы и НАДФН 2. В ходе ПФШ из глюкозы образуются только НАДФН 2. Анаэробное окисление глюкозы Анаэробный гликолиз отличается от аэробного только наличием последней 11 реакции, первые 10 реакций у них общие.

Гликолиз – главный путь катаболизма глюкозы, фруктозы и галактозы. Все его 10 -11 реакций протекают в цитозоле. ÀÒÔÀÄÔ C C C OHH HHO OHH CH 2 OH OH ãåêñîêèíàçà ãëþêîçà C C C OHH HHO OHH CH 2 OPO 3 2 — OHH OH ãëþêîçî-6ô ãëþêîêèíàçà Mg 2+ Гексокиназа в мышцах фосфорилирует в основном глюкозу, меньше – фруктозу и галактозу. К m <0, 1 ммоль/л. Ингибитор глюкозо-6 -ф. Активатор адреналин. Индуктор инсулин. Глюкокиназа фосфорилирует глюкозу. К m — 10 ммоль/л, активна в печени, почках, ЖКТ. Индуктор инсулин. Не ингибируется глюкозо-6 -ф. ГЛИКОЛИЗ ПФШГЛИКОГЕН

C C C OHH HHO OHH CH 2 OPO 3 2 — OHH OH CH 2 OH C C O HHO OHH CH 2 OPO 3 2 — OHH ôîñôîãåêñîçîèçîìåðàçà ãëþêîçî-6ôôðóêòîçî-6ôрибозо-5 -ф

Фосфофруктокиназа 1. Реакция необратима и самая медленная из всех реакций гликолиза, определяет скорость всего гликолиза. Активируется: АМФ, фруктозо-2, 6 -дф (мощный активатор, образуется с участием фосфофруктокиназы 2 из фруктозы-6 ф ). Индуктор реакции инсулин. Ингибируется: глюкагоном, АТФ, цитратом, жирными кислотами, C H 2 O H C C O HH O O HH C H 2 O P O 3 2 -O HH ôîñôîфруктокиназа 1 ôðóêòîçî-6ô C H 2 O P O 3 2 — C C O HH O O HH C H 2 O P O 3 2 -O HH ôðóêòîçî-1, 6 -ô ÀÒÔÀÄÔM g 2+фруктозо-2, 6 -дф фосфофруктокиназа

Àëüäîëàçà À CH 2 OPO 3 2 — C C O HHO OHH CH 2 OPO 3 2 — OHH ôðóêòîçî-1, 6 -ô CH 2 OPO 3 2 — C CH 2 OH C CO OH CH 2 OPO 3 2 — OHH ÄÀÔ + 3 -ÔÃÀ Альдолаза А Альдолазы действуют на открытые формы гексоз, имеют 4 субъединицы, образуют несколько изоформ. В большинстве тканей содержится Альдолаза А. В печени и почках – Альдолаза В. CH 2 OPO 3 2 — C CH 2 OH C CO OH CH 2 OPO 3 2 — OHH ÄÀÔ 3 -ÔÃÀ Òðèîçîôîñôàò- èçîìåðàçà Фосфотриозоизомераза (ДАФ-ФГА-изомераза). рибозо-5 -ф глицерол-3 ф

C C OH CH 2 OPO 3 2 — OHH 3 -ÔÃÀ äåãèäðîãåíàçà C C O OPO 3 2 — CH 2 OPO 3 2 — OHH 1, 3 -ÔÃÊ 2Í3ÐÎ42ÍÀÄ + 2ÍÀÄÍ2 223 -ФГА дегидрогеназа Катализирует образование макроэргической связи в 1, 3 -ФГК и восстановление НАДН 2. ôîñôîãëèöåðàòêèíàçà C C O OPO 3 2 — CH 2 OPO 3 2 — OHH 1, 3 -ÔÃÊ 2ÀÄÔ 2ÀÒÔ COOH C CH 2 OPO 3 2 — OHH 3 -ÔÃÊ 22 Фосфоглицераткиназа Осуществляет субстратное фосфорилирование АДФ с образованием АТФ. серии, глицин, цистеин

ôîñôîãëèöåðàòìóòàçà COOH C CH 2 OPO 3 2 — OHH 3 -ÔÃÊ COOH C CH 2 OH OPO 3 2 -H 2 -ÔÃÊ 22 Фосфоглицератмутаза осуществляет перенос фосфатного остатка в ФГК из положения 3 положение 2. Åíîëàçà COOH C CH 2 OPO 3 2 — ÔÅÏ COOH C CH 2 OH OPO 3 2 -H 2 -ÔÃÊ 2 H 2 O 22 Mg 2+ Енолаза отщепляет от 2 -ФГК молекулу воды и образует высокоэнергетическую связь у фосфора. Ингибируется ионами F -.

Ïèðóâàòêèíàçà COOH C CH 3 O ÏÊ (êåòî) COOH C CH 2 OPO 3 2 — ÔÅÏ 2ÀÄÔ 2ÀÒÔ 22 COOH C CH 2 OH ÏÊ (åíîë) 2 Mg 2 + Пируваткиназа осуществляет субстратное фосфорилирование АДФ с образованием АТФ. Активируется: фруктозо-1, 6 -дф. Индуктор: инсулин. Ингибируется АТФ, Ацетил-Ко. А, глюкагоном, адреналином. Дальнейший катаболизм 2 ПВК и использование 2 НАДН 2 зависит от наличия О

Лактатдегидрогеназа. Стоит из 4 субъединиц, имеет 5 изоформ. В анаэробных условиях ПВК обеспечивает регенерацию НАД + из НАДН 2 , что необходимо для продолжения реакций гликолиза. ËÄÃ COOH C CH 3 O ÏÊ 2ÍÀÄ + 2 2ÍÀÄÍ2 COOH C CH 3 OH Ëàêòàò 2 H Реакция анаэробного гликолиза Лактат не является конечным продуктом метаболизма, удаляемым из организма. Из анаэробной ткани лактат переноситься кровью в печень, где превращаясь в глюкозу (Цикл Кори), или в аэробные ткани (миокард), где превращается в ПВК и окисляется до СО 2 и Н 2 О.

КАТАБОЛИЗМ ПВК В МИТОХОНДРИЯХ ПВК в митохондриях используется в 2 реакциях: В аэробных условиях ПВК и НАДН 2 транспортируются в матрикс митохондрий. ПВК проходит симпортом с Н+, НАДН 2 проходит с помощью малат аспартатного и глицерофосфатного челнокаÏèðóâàòäåãèäðîãåíàçà COOH C CH 3 O ÏÊ ÍÀÄ+ ÍÀÄÍ2 CO 2 HSKo. A C CH 3 O ÀöåòèëÊîÀ 1. Активатор: НАД + > HS Ко. А, АДФ. Индуктор инсулин 2. Ингибитор: НАДН 2 > Ацетил-Ко. А, АТФ, жирные кислоты, кетоновые тела. содержит 3 фермента и 5 коферментов: а) Пируватдекарбоксилаза содержит ( Е 1 ) 120 мономеров и кофермент ТПФ; б) Дигидролипоилтрансацилаза ( Е 2 ) содержит 180 мономеров и коферменты липоамид и HS Ко. А; в) Дигидролипоилдегидрогеназа ( Е 3 ) содержит 12 мономеров и коферменты ФАД и НАД. ЦТК

Ï è ð ó â à ò ê à ð á î ê ñ è ë à ç àCOOH C CH 3 O Ï Ê À Ò Ô À Ä Ô + Ô íC O 2 COOH C CH 2 O Ù Ó Ê COOH ЦТК Пируваткарбоксилаза сложный олигомерный фермент, содержит биотин. Активатор: Ацетил-Ко. А.

ЧЕЛНОЧНЫЕ СИСТЕМЫÍÀÄÍ 2 ÍÀÄ +ìàëàò ãëó Дыхательная цепь 3ÀÒÔ öèòîïëàçìàìàòðèêñ ìèòîõîíäðèé ìåìáðàíà 3 -ÔÃÀ 1, 3 -ÔÃÊ ãëþêîçà ÏÊ ÙÓÊ малат ДГ a-ÊÃ малат ДГ àñïàñïãëó ìàëàò ÍÀÄÍ 2 ÍÀÄ + ÙÓÊa-ÊÃ H+H + трансаминаза транслоказа. Малат-аспартатный челнок является универсальным, работает в печени, почках, сердце. АСТАСТ

ÍÀÄÍ2 ÍÀÄ+ CH 2 OH C CH 2 OPO 3 2 — CH 2 OH C O CH 2 OPO 3 2 — OHH ÄÀÔ ãëèöåðîë -3ô ÔÀÄÍ2 ÔÀÄ Глицерол-3 ф- дегидрогеназа Дыхательная цепь 2ÀÒÔ öèòîïëàçìà ìàòðèêñ ìèòîõîíäðèéìåìáðàíà 3 -ÔÃÀ 1, 3 -ÔÃÊ ãëþêîçà ÏÊГлицерофосфатный челночный механизм Работает в белых скелетных мышцах , мозге, в жировой ткани, гепатоцитах.

Регуляция гликолиза Эффект Пастера – снижение скорости потребления глюкозы и накопления лактата в присутствии кислорода. ГлюкозаÏÊÏÊ ÙÓÊ ÀöåòèëÊîÀ ÖÒÊ ÍÀÄÍ 2ÍÀÄ + Í 2ÎÎ 2 ÀÄÔ + ÔíÀÒÔ ÍÀÄÍ2ÍÀÄ+ Лактат ЛДГ ÄÖ Öèòîçîëü Ìèòîõîíäðèÿ

Пентозофосфатный шунт • анаэробный путь окисления глюкозы • Локализация в организме: жировая ткань, печень, кора надпочечников, эритроциты, эпителий ЖКТ, лейкоциты, молочная железа, семенники • Локализация в клетке: цитозоль • Этапы: 1 окислительный (восстановление НАДФН 2 ) и 2 неокислительный (синтез пентоз)

ПФП глгл гл-6 -ф 3 ФГА ПВКПВК Ац. Ко. А лактат пентозо- фосфаты нуклеотиды АТФАТФ ГТФГТФ ЦТФЦТФ УТФУТФ Ко. Ф НАДНАД ++ НАДН 22 ФАДФАД ФАДН 22 ц. АМФ ц. ГМФНАДФН 22 восстан-е глутатиона Микросомальное ок-е биосинтез ХС биосинтез глу, биосинтез ЖК

окислительная стадия ПФШ состоит из 3 необратимых реакций: 1). Глюкозо-6 ф дегидрогеназа (глюкозо-6 ф: НАДФ+ оксидоредуктаза). Ингибитор НАДФН 2. Индуктор инсулин. O OHOН OH OH CH 2 OPO 3 H 2 ãëþêîçî-6ô O OH OH CH 2 OPO 3 H 2 ãëþêîíîëàêòîí-6ô ÍÀÄÔ + ÍÀÄÔÍ2 ãëþêîçî-6ô ÄÃ Ca 2+ , Mg 2+

недостаточность гл-6 -ф-ДГ ген. дефект → ↓ гл-6 -фосфат. ДГ → ↓ НАДФН 2 → ↓ восст. глутатиона → ↑ активных форм кислорода → нарушение мембран эритроцитов → гемолиз эритроцитов → приступы гемолитической анемии

6 — ô î ñ ô î ã ë þ ê î í à òO OH OH CH 2 OPO 3 H 2 ã ë þ ê î í î ë à ê ò î í — 6 ô Г л ю к о н о л а к т о н — г и д р а т а з а COOH OHH HHO OHH CH 2 OPO 3 H 2 H 2 O 6 — ô î ñ ô î ã ë þ ê î í à òC O O HH HH O O HH C H 2 O P O 3 H 2Í À Ä Ô + Í À Ä Ô Í 2 6 — ô î ñ ô î ã ë þ ê î í à ò Ä Ã ð è á ó ë î ç î — 5 ôC H 2 O H O O HH C H 2 O P O 3 H 2 C O 23). 6 -фосфоглюконат дегидрогеназа (6 -фосфоглюконат: НАДФ + оксидоредуктаза (декарбоксилирующая)). Индуктор инсулин. 2). Глюконолактонгидратаза (6 -фосфоглюконат: гидро-лиаза).

6 ã ë þ ê î ç î — 6 ô 6 ð è á ó ë î ç î — 5 ô 1 2 Í À Ä Ô Í 2 6 Ñ Î 2 2 ð è á î ç î — 5 ô 2 ê ñ è ë ó ë î ç î — 5 ô 2 ñ å ä î ã å ï ò ó ë î ç î — 7 ô 2 Ô Ã À 2 ô ð ó ê ò î ç î — 6 ô 2 ý ð è ò ð î ç î — 4 ô 2 ô ð ó ê ò î ç î — 6 ô 2 Ô Ã À ô ð ó ê ò î ç î — 1 , 6 ä ôô ð ó ê ò î ç î — 6 ô 5 ô ð ó ê ò î ç î — 6 ô 1 ã ë þ ê î ç î — 6 ô ý ï è ì å ð à ç à è ç î ì å ð à ç à ò ð à í ñ ê å ò î ë à ç àò ð à í ñ à ë ü ä î ë à ç àîêèñëèòåëüíàÿ ñòàäèÿ íåîêèñëèòåëüíàÿ ñòàäèÿ ï ó ð è í î â û å è ï è ð è ì è ä è í î â û å í ó ê ë å î ò è ä ûП р и П Ф ПП р и П Ф ЦÃ Ë È Ê Î Ë È Ç П р и П Ф Ш Ã Ë È Ê Î Ë È ÇË È Ï Î Ã Å Í Å Ç 1 1 Неокислительная стадия ПФШ

В зависимости от потребности ткани, пентозофосфатный процесс может протекать в виде метаболического цикла, пути или шунта начальных реакций гликолиза: При ПФЦ или ПФШ в качестве продукта образуется только НАДФН 2. Пентозы в этом случае не являются конечным продуктом, они превращаются в фосфогексозы, которые замыкают цикл, или уходят в гликолиз, завершая шунт. В жировой ткани, эритроцитах. Продуктом ПФП являются НАДФН 2 и пентозы. В печени, костном мозге. В тканях, которые не испытывают потребность в НАДФН 2 , функционирует только неокислительная стадия ПФП, причем ее реакции идут в обратную сторону начиная с фруктозы-6 ф до фосфопентоз. В мышцах. Тканевые особенности функционирования ПФШ, ПФП, ПФЦ

N NH 3 C N H 2 C N S C H 3 C H 2 C O HCl-Витамин B 1 (тиамин) В 1 распространён в продуктах растительного происхождения (оболочка семян хлебных злаков и риса, горох, фасоль, соя и др. ). ТПФ в организмах животных (образуется из В 1 в печени, почках, мозге, сердечной мышце путём фосфорилирования при участии тиаминкиназы и АТФ.

Основной признак недостаточности витамина В 1 — полиневрит, в основе которого лежат дегенеративные изменения нервов: Вначале развивается болезненность вдоль нервных стволов, затем — потеря кожной чувствительности и наступает паралич (бери-бери). Второй важнейший признак заболевания — нарушение сердечной деятельности , что выражается в нарушении сердечного ритма, увеличении размеров сердца и в появлении болей в области сердца. К характерным признакам недостаточности витамина В 1, относят также нарушения секреторной и моторной функций ЖКТ; наблюдают снижение кислотности желудочного сока, потерю аппетита, атонию кишечника. Недостаточность витамина В 1 • Недостаточность – болезнь «бери-бери» • лабораторный показатель недостаточности – снижение активности транскетолазы в эритроцитах

Обмен фруктозы и галактозы

МЕТАБОЛИЗМ ФРУКТОЗЫ И ГАЛАКТОЗЫ Фрук тоза и галактоза наряду с глюкозой используются для получения энергии или синтеза веществ: гликогена, ТГ, ГАГ, лактозы и др. Метаболизм фруктозы Фруктоза, образующееся при расщеплении сахарозы, превращается в глюкозу уже в клетках кишечника. Часть фруктозы поступает в печень. CH 2 OH C C O HHO OHH CH 2 OH OHH ф р у к т о к и н а з а ô ð ó ê ò î ç à CH 2 OPO 3 2 — C C O HHO OHH CH 2 OH OHH ô ð ó ê ò î ç î — 1 ôÀ Ò Ô À Ä Ô M g 2 + Фруктокиназа фосфорилирует только фруктозу, имеет к ней высокое сродство. Содержится в печени, почках, кишечнике. Инсулин не влияет на ее активность. Доброкачественная эссенциальная фруктозурия

А л ь д о л а з а ВCH 2 OPO 32 — C C O HHO OHH CH 2 OH OHH ô ð ó ê ò î ç î — 1 ô CH 2 OPO 32 — C CH 2 OH C CO OH CH 2 OH OHH Ä À Ôà À + г л и к о л и з г л ю к о н е о г е н е зÄ À Ô Альдолаза В есть в печени, расщепляет фруктозо-1 ф (фруктозо-1, 6 ф) до глицеринового альдегида (ГА) и диоксиацетонфосфата (ДАФ). Триозокиназа C C OH CH 2 OH OHH ÃÀ гликолиз глюконеогенез ÀÄÔÀÒÔ Mg 2 + C C OH CH 2 OPO 3 H 2 OHH 3 -ÔÃÀ Триозокиназа. Много в печени. ДАФ и ГА, полученные из фруктозы, включаются в печени в глюконеогенез. Часть ДАФ может восстанавливаться до глицерол-3 -ф и участвовать в синтезе ТГ Наследственная непереносимость фруктозы

Доброкачественная эссенциальная фруктозурия Связана с недостаточностью фруктокиназы , клинически не проявляется. Фруктоза накапливается в крови и выделяется с мочой, где её можно обнару жить лабораторными методами. Частота 1: 130 000. Наследственная непереносимость фруктозы Генетический дефект альдолазы В. Проявляется, когда в рацион добавляют фрукты, соки, сахарозу. После приёма пищи, содержащей фруктозу возникает рвота, боли в животе, диарея, гипогликемия и даже кома и судороги. У детей развиваются хронические нарушения функций печени и почек. фруктозо-1 -ф фосфоглюкомутаза гликогенолиз гипогликемия Липолиз ТГ, катаболиз ЖК, синтез КТ ацидоз синтеза АТФ фруктоза АТФ Мочевая кислота подагра гипофосфатемия фосфаты

Метаболизм галактозы Галактоза образуется в кишечнике в результате гидролиза лактозы. Превращение галактозы в глюкозу происходит в печени Г а л а к т о к и н а з аÀ Ä ÔÀ Ò Ô M g 2+O H O HO HC H 2 O H ã à ë à ê ò î ç à ã à ë à ê ò î ç î — 1 ôO H O O P O 3 H 2 O HO HC H 2 O H

галактозо-1 ф-уридилтрансфераза OHO OPO 3 H 2 OH OH CH 2 OH ãàëàêòîçî-1ô O OHO-ÓÄÔ OH OH CH 2 OH ÓÄÔ-ãëþêîçà OHO O-ÓÄÔ OH OH CH 2 OH ÓÄÔ-ãàëàêòîçà OHO OPO 3 H 2 OH OH CH 2 OH ãëþêîçî-1ô OHO OH OH OH CH 2 OPO 3 H 2 ãëþêîçî-6ô гликоген гликолиз глюкоза OHO OH OH OH CH 2 OH эпимераза. Галактозо-1 ф-уридилтрансфераза замещает галактозой остаток глюкозы в УДФ-глюкозе с образованием УДФ-галактозы. Эпимераза — НАД-зависимый фермент, катализирует эпимеризацию ОН группы по С 4 углеродному атому, обеспечивая взаимопревращения галактозы и глюкозы в составе УДФ

Обусловлена наследственным дефектом любого из трёх ферментов Галактоземия • Ранние симптомы: рвота, диарея, дегидратация, уменьшение массы тела, желтуха. • В крови, моче и тканях много галактозы и галактозо-1 -ф. • В хрусталике галактоза восстанавливается альдоредуктазой (НАДФ) с образованием дульцита, который связывает большое количество воды и приводит к катаракте. • Галактозо-1 -ф ингибирует активность ферментов углеводного обмена (фосфоглюкомутазы, глюкозо-6 -фосфатдегидрогеназы) → гипогликемия, энергодефицит. • Галактозо-1 ф оказывает токсическое действие на гепатоциты: возникают гепатомегалия, жировая дистрофия. • Галактитол и галактозо-1 -ф вызывают почечную недостаточность. Отмечают нарушения в клетках полушарий головного мозга и мозжечка, в тяжёлых случаях — отёк мозга, задержку умственного развития, возможен летальный исход.

Спасибо за внимание!