Пентозофосфатный путь ЛЕКЦИЯ 13 План лекции 1

Пентозофосфатный путь ЛЕКЦИЯ 13

План лекции 1. Глюкозо-лактатный цикл (цикл Кори). 2. Пути образования и использования глюкозо-6 -фосфата. 3. Пентозофосфатный путь, ход реакция, регуляция, значение, тканевые и возрастные особенности. 4. Регуляция содержания глюкозы в крови.

Глюкозо-лактатный цикл (цикл Кори)

Глюкозо-аланиновый цикл

Пути образования глюкозо-6 -фосфата Глюкоза Мышцы Печень Лактат Пируват Аминокислоты Почки и др. Кишечник Печень Глюкоза Глюкозо-6 -фосфат Везде Печень Фруктоза, галактоза

Пути использования глюкозо-6 фосфата Глюкоза Мышцы Печень Глюкоза Глюкозо-6 -фосфат Глюкоза Почки Кишечник Везде Печень Пентозофосфатный путь

Пентозофосфатный путь (гексомонофосфатный шунт) • Альтернативный путь окисления глюкозо-6 -фосфата. • Обеспечивает клетки рибозой для синтеза пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов и NADPH, который используется в восстановительных процессах. • Локализован в цитозоле. • Наиболее активно протекает в жировой ткани, печени, коре надпочечников, эритроцитах, молочной железе в период лактации, семенниках. • Состоит из 2 фаз (частей) - окислительной и неокислительной. • В окислительной фазе глюкозо-6 -фосфат необратимо окисляется в пентозу - рибулозо-5 -фосфат, образуется восстановленный NADPH. • В неокислительной фазе рибулозо-5 -фосфат обратимо превращается в рибозо-5 -фосфат и метаболиты гликолиза.

Итоговое уравнение ПФП: 3 Глюкозо-6 -фосфат + 6 NADP+ → → 3 СО 2 + 6 (NADPH + Н+) + 2 Фруктозо-6 фосфат + Глицеральдегид-3 -фосфат.

Окислительный этап ПФП

Итоговое уравнение окислительного этапа ПФП: Глюкозо-6 -фосфат + 2 NADP+ + Н 2 О → → Рибулозо-5 -фосфат + 2 NADPH + Н+ + + СО 2

Значение пентозофосфатного пути • Энергетическая – образующиеся метаболиты окислительной части могут использоваться в гликолизе • Синтетическая - связана с использованием рибозо-5 -фосфата и NADPH. • Рибозо-5 -фосфат используется на синтез нуклеотидов, которые необходимы для образования коферментов, макроэргов, нуклеиновых кислот. • NADPH необходим для восстановительных биосинтезов (для работы редуктаз в синтезе холестерина и жирных кислот, в образовании дезоксирибозы из рибозы, для восстановления глутатиона из 2 -оксоглутарата. • NADPH необходим для работы гидроксилаз, участвующих в синтезе катехоламинов, серотонина, стероидных гормонов, желчных кислот, активной формы витамина Д, синтезе коллагена, обезвреживании ксенобиотиков. • NADPH используется в трансгидрогеназной реакции.

Регуляция ПФП Ключевые ферменты: • Глюкозо-6 -фосфатдегидрогеназа • 6 -фосфоглюконатдегидрогеназа • Транскетолаза Активность ферментов ПФП увеличивается: • При повышении отношения NADP+/ NADPH; • Под влиянием инсулина и йодтиронина. Активность ферментов ПФП ингибируют глюкокортикостероиды.

Концентрация глюкозы в крови поддерживается на постоянном уровне 3, 3 -5, 5 ммоль/л Уровень глюкозы обеспечивается: • поступлением в кровь при переваривании углеводов в ЖКТ, глюконеогенезе, распаде гликогена печени; • использованием тканями в процессах гликолиза, синтеза гликогена, пентозофосфатного пути, синтеза жира.

Гормональная регуляция содержания глюкозы в крови • Гипогликемический гормон – инсулин. • Гипергликемические гормоны – АКТГ, глюкагон, гормон роста, глюкокортикостероиды, адреналин, тиреоидные гормоны. Гипергликемические гормоны повышают уровень глюкозы в крови, усиливают глюконеогенез в печени, тормозят синтез гликогена в печени и скелетных мышцах.

Инсулин снижает концентрацию глюкозы в крови: • активируя поступление глюкозы в клетку. • ускоряя ее использование в цикле трикарбоновых кислот (ЦТК) для целей энергообеспечения. • ускоряя синтез гликогена в печени и мышечной ткани. • ускоряя синтез жирных кислот и аминокислот из промежуточных продуктов распада сахаров. • тормозя липолиз (распад липидов). • тормозя гликогенолиз (распад гликогена с образованием глюкозы). • тормозя глюконеогенез (образование глюкозы из аминокислот и жирных кислот).

Глюкагон • Ускоряет распад гликогена в печени (гликогенолиз). • Ускоряет глюконеогенез. • Ингибирует эффекты инсулина, активизирующего синтез гликогена. • Тормозит синтез белка и ускоряет протеолиз (с использованием продуктов распада белков для цепей глюконеогенеза).

Гипергликемия – увеличение содержания глюкозы в крови: • лёгкая гипергликемия — 6, 7 -8, 2 ммоль/л; • гипергликемия средней тяжести — 8, 3 -11, 0 ммоль/л; • тяжёлая гипергликемия — свыше 11, 1 ммоль/л; • свыше 16, 5 ммоль/л развивается прекома; • свыше 55, 5 — кома. Для лиц с длительно текущими нарушениями углеводного обмена эти значения могут несколько отличаться.

Гипергликемия Физиологическая (кратковременная): • после приема богатой углеводами пищи (алиментарная гипогликемия); • после физической нагрузки (под влиянием адреналина, глюкокортикостероидов и катехоламинов усиливают глюконеогенез и распад гликогена). Патологическая: обусловлена эндокринными расстройствами, в частности нарушением оптимального соотношения между секрецией гормонов гипер- и гипогликемического действия.

Гипогликемия Физиологическая: после алиментарной гипергликемии как результат компенсаторного выброса инсулина. Патологическая: • при гиперинсулинемии; • при недостаточности ферментов, расщепляющих дисахариды в кишечнике; • при заболеваниях печени с торможением образования гликогена и глюконеогенеза; • при дефиците глюкокортикоидов; • при гипоксии.

Для выявления скрытых нарушений углеводного обмена применяются внутривенный и пероральный глюкозотолерантные тесты • В течение трех дней до проведения исследования пациент получает диету, содержащую около 150 г углеводов в сутки. Исследование проводят натощак. Глюкозу из расчета 0, 5 г/кг массы тела вводят внутривенно в виде 25% раствора в течение 1– 2 мин. Концентрацию глюкозы в плазме крови определяют натощак и через 3, 5, 10, 20, 30, 45 и 60 мин после внутривенного введения глюкозы.

Нормальная кривая изменений концентрации глюкозы при внутривенном глюкозотолерантном тесте (ГТТ)

Пероральный глюкозотолерантный тест • • • В течение трех дней пациент получает диету, содержащую около 150 г углеводов в сутки. Исследование проводят натощак. Во время исследования запрещается употребление пищи и курение. Внутрь вводится 75 г глюкозы в стакане теплого чая. Содержание глюкозы в капиллярной крови определяют натощак и через 60, 90 и 120 минут после приема глюкозы.

Основные пути превращений глюкозы в клетке

Гликирование (неферментативное гликозилирование) Гликирование - реакция Майара, происходящая с участием белков. В процессе этой реакции между моносахаридом (глюкоза, фруктоза и др. ) и амино-группами белков (лизина или Nконцевой аминогруппы) образуется продукт Амадори, или фруктозамин, который превращается в «поздние продукты гликирования» . Гликирование многих белков способно нарушать их функционирование и приводить к патологическим последствиям. Гликирование гемоглобина (Hb. A 1 c) широко используется как кумулятивный показатель содержания глюкозы в крови при диагностики диабета.