Обмен углеводов переваривание в желудочно-кишечном тракте анаэробный распад

Обмен углеводов переваривание в желудочно-кишечном тракте; анаэробный распад углеводов; синтез гликогена в тканях.

1. Переваривание в ЖКТ Поступление пищи: Суточная потребность: 400 – 500 г/сутки α-амилаза слюны начинает гидролиз крахмала Источники: крупяные изделия α-амилаза поджелудочного сока максимально активна (р. Н=6 -8) – образование хлеб мальтозы Амило-1, 6 -глюкозидаза и олиго -1, 6 -глюкозидаза действуют на 1 6 – глюкозидные связи α-амилаза слюны прекращает свое действие (р. Н=1, 5 -2, 5) картофель Мальтаза расщепляет дисахариды до моносахаридов (глюкозы)

2. Распад углеводов а) Гликогенолиз – это процесс распада в организме гликогена Гликогенолиз фосфоролиз (гликоген) + H 3 PO 4 (C 6 H 10 O 5) n глюкозо-1 -фосфат гидролиз + H 2 O глюкоза глюкозо-6 -фосфат гликолиз

б) ГЛИКОЛИЗ или дихотомический распад - это процесс распада глюкозы в анаэробных условиях. Включает 11 последовательных реакций. 1. Фосфорилирование глюкозы Гексакиназа + АТФ - АДФ D - глюкоза Глюкозо-6 -фосфат

2. Изомеризация Глюкозо-6 -фосфатизомераза Глюкозо-6 -фосфат Фруктозо – 6 - фосфат

3. Фосфорилирование Фосфофруктокиназа + АТФ - АДФ Фруктозо – 6 – фосфат фруктозо-1, 6 -дифосфат

4. Образование триозофосфатов альдолаза фруктозо-1, 6 -дифосфат + Фосфодиоксиацетон 3 -фосфоглицериновый альдегид

5. Изомеризация Триозофосфатизомераза Фосфодиоксиацетон 3 -фосфоглицериновый альдегид

6. Оксидоредукция 2 Дегидрогеназа + 2 НАД+ + 2 Н 3 РО 4 - 2 НАДН 2 3 -фосфоглицериновый альдегид 2 1, 3 – дифосфоглицериновая кислота

7. Образование АТФ 2 Фосфоглицераткиназа +2 АДФ - 2 АТФ 1, 3 – дифосфоглицериновая кислота 2 3 -фосфоглицериновая кислота

8. Изомеризация 2 Фосфоглицератфосфомутаза 3 -фосфоглицериновая кислота 2 2 - фосфоглицериновая кислота

9. Енолизация 2 2 - фосфоглицериновая кислота Енолаза - H 2 О 2 Фосфоенолпировиноградная кислота

10. Образование АТФ Пируваткиназа + 2 АДФ - 2 АТФ 2 Фосфоенолпировиноградная кислота 2 Пировиноградная кислота

11. Образование молочной кислоты 2 Лактатдегидрогеназа + 2 НАДН+Н - 2 НАД+ Пировиноградная кислота 2 Молочная кислота

Энергетический выход распада глюкозы На 7 -ой и 10 -ой стадиях образуется по две молекулы АТФ, но на 1 -ой и 3 -ей по одной молекуле затрачивается. Чистый энергетический выход = 2 АТФ Процесс распада глюкозы в анаэробных условиях называется молочно-кислым брожением.

От стадии образования пировиноградной кислоты процесс может идти по другому пути. Конечным продуктом обмена углеводов оказывается этиловый спирт, этот процесс называется спиртовым брожением. Пируватдекарбоксилаза Пировиноградная кислота Алкогольдегидрогеназа + НАДН+Н - НАД+ Уксусный альдегид СН 3 – СН 2 - ОН этанол

Апотомический распад Окислительная фаза 1. Дегидрирование глюкозо – 6 фосфата 3 Глюкозо – 6 фосфат +НАДФ+ Глюкозо – 6 – фосфат- 3 Глюкозо – 6 – фосфатдегидрогеназа -НАДФН 2 6 - фосфоглюконолактон

2. Гидролиз 3 Лактоназа + Н 2 О 6 – фосфоглюконолактон 3 6 - фосфоглюконат

3. Дегидрирование Дегидрогеназа 1, 2, 3 - окислительная фаза + НАДФ пентозофосфатного цикла - СО 3 6 -фосфоглюконат + 2 - НАДФН 2 3 рибулозо – 5 фосфат

Неокислительная фаза 4. Изомеризация 3 Пентозофосфатэпимераза Рибулозо-5 -фосфат Пентозофосфатизомераза 2 Ксилулозо-5 -фосфат Рибоза-5 -фосфат

5. 1 -я транскеталазная реакция 2 + Ксилулозо-5 -фосфат Mg 2+, транскеталаза Седогептулозо-7 -фосфат Рибоза-5 -фосфат + 3 -фосфоглицериновый альдегид

6. Перенос дигидроацетонового фрагмента + Трансальдолаза 3 -фосфоглицериновый альдегид Фруктозо – 6 - фосфат + Седогептулозо-7 -фосфат Эритрозо-4 -фосфат

7. 2 -я транскеталазная реакция Транскетолаза + Фруктозо – 6 - фосфат Эритрозо-4 -фосфат Ксилулозо-5 -фосфат + 3 -фосфоглицериновый альдегид

Основное назначение ª для получения организмом восстановленного НАДФН 2, который используется для синтеза ВЖК; ª для получения пентозофосфатов, которые нужны для синтеза нуклеиновых кислот (рибоза, дезоксирибоза)

Схема взаимосвязи гликолиза и пентозофосфатного цикла. Глюкоза Глюкозо-6 -фосфат НАДФН 2 Фруктозо-6 -фосфат Синтез ВЖК Фруктозо-4, 6 -фосфат Фосфоглицальдегид Фосфодиоксиацетон пируват лактат Пентозофосфаты Синтез НК

3. Распад глюкозы в аэробных условиях • На 1 -ых стадиях процесс протекает также, как в анаэробных, но на 6 -ой стадии водород передается по дыхательной цепи и выделяется вода. • Пировиноградная кислота в этих условиях окисляется с образованием ацетил- Ко. А, который включается в цикл Кребса. • Конечными продуктами распада глюкозы будут углекислый газ и вода.

Энергетический выход распада глюкозы На 6 -ой стадии образуется 6 молекул АТФ, на 7 -ой и 10 -ой – по две. При окислительном декарбоксилировании пировиноградной кислоты образуется еще шесть и в цикле Кребса – 24 АТФ. Но на 1 -ой и 3 -ей стадиях по одной молекуле затрачивается. Чистый энергетический выход = 38 АТФ

4. Синтез углеводов Первичный синтез: 1. Фотосинтез – совокупность процессов, в ходе которых солнечная энергия запасается в виде химических связей органических веществ, синтезируемых из неорганических. 6 СО 2+6 Н 2 О = С 6 Н 12 О 6+ 6 О 2

2 ФАЗЫ: I. Световой фотосинтез. Под действием кванта света молекула пигмента переходит в возбужденное состояние. При возвращении её в более низкое по энергии состояние излучается энергия, которая используется для синтеза АТФ, НАДФ+. II. Темновой фотосинтез. Выделившаяся энергия используется непосредственно на синтез углевода.

2. Хемосинтез – процесс синтеза углеводов в организме некоторых бактерий, которые используют энергию ОВР некоторых неорганических веществ. Открыт Н. С. Виноградским

Вторичный синтез Протекает в организме человека и животных в печени – гликогенная функция печени 1. Фосфорилирование глюкозы ГЛИКОГЕНЕЗ – ПРОЦЕСС СИНТЕЗА ГЛИКОГЕНА ИЗ МОНОСАХАРИДОВ. Глюкокиназа, инсулин, АТФ - АДФ Глюкоза глюкозо-6 -фосфат

2. Изомеризация фосфофруктомутаза Глюкозо-6 -фосфат Глюкозо-1 -фосфат

3. Образование УДФ-глюкозы + - Н 4 Р 2 О 7 Глюкозо-1 -фосфат УТФ УДФ-глюкоза

4. Образование гликогена УДФ-глюкоза + (С 6 Н 10 О 5)n ГЛИКОГЕНСИНТЕТАЗА ЗАТРАВКА (C 6 H 10 O 5)n+1+ УДФ

5. Образование УТФ УДФ + АТФ = УТФ + Н 4 Р 2 О 7 На образование УДФ-глюкозы

Это уридинтрансгликозидазный путь синтеза гликогена 1971 г. Ленуар (Аргентина). Не единственный, но протекает чаще. Более короткий путь: + (С 6 Н 10 О 5)n = (С 6 Н 10 О 5)n+1 + Н 3 РО 4 Затравка Глюкозо-1 -фосфат гликоген

Гликонеогенез Синтез углеводов не из моносахаридов, а из глицерина, продуктов расщепления аминокислот, молочной и пировиноградной кислоты

Регуляция углеводного обмена Норма – 120 -80 мг% или 3, 5 - 5, 7 ммоль/л 140 – 160 Печень Адреналин Надпочечники Продолговатый мозг 80 – 120 норма Продолговатый мозг гипогликемия гипергликемия Поджелудочная железа Инсулин Печень 20