Clivarea și sinteza glicogenului sunt efectuate prin diferite enzime.
Scindarea glicogenului cu formarea de glucoz-1-fosfat catalizează glicogen-fosforilaza (Figura 5). Și sinteza glicogenului are loc cu participarea altor enzime.
Principalele etape ale sintezei glicogenului sunt următoarele.
1. În prima etapă, glucoza-6-fosfat se formează din glucoză liberă:
ATP + glucoză> glucoză-6-fosfat + ADP
2. Glucoza-1-fosfat este apoi formată din glucoz-6-fosfat. Această reacție este reversibilă.
3. Următoarea etapă este cheia. În reacția catalizată de glucoz-1-fosfat-uridiltransferază, se formează uridil diphosphateglucoza (UDP-glucoza):
UTP + glucoză-1-fosfat> UDP-glucoză + PPi.
4. în plus, glicogen sintaza catalizează transferul grupei glicozil din UDP-glucoză la o moleculă de glicogen cu formarea legăturii alfa (1-4).
5. Formarea unei catene laterale a glicogenului catalizează enzima "ramificantă" a glicozil (4-6) -transferazei.
La om, ca și animalele, glicogenul este sintetizat în aproape toate țesuturile, dar mai ales în ficat și mușchii scheletici.
Reglarea scindării și sintezei glicogenului este, de asemenea, interdependentă
La fel ca glicoliza și gluconeogeneza, scindarea și sinteza glicogenului sunt reglementate interconectate.
Dacă este activată glicogen-fosforilaza, atunci glicogen sintaza este inhibată și invers.
Reglarea acestor enzime în ficat este în cele din urmă realizată de hormoni: hormoni de insulină și contraindicatori, de exemplu, adrenalină și glucagon. Insulina inhibă degradarea și stimulează sinteza glicogenului.
Hormonii hormonali stimulează scindarea glicogenului. Unii hormoni contrinsolare prezintă selectivitate în raport cu diferite organe și țesuturi. De exemplu, glucagonul stimulează scindarea glicogenului numai în ficat, dar nu în mușchii scheletici.
Glycogenoses. Un număr de afecțiuni ereditare sunt asociate cu schimbări de glicogen afectate. Aceste boli sunt numite glicogeneze. Ele apar datorită unei deficiențe sau absenței totale a enzimelor. catalizarea proceselor de dezintegrare sau sinteză a glicogenului. și se caracterizează prin acumulare excesivă în diferite organe și țesuturi (Tabelul 10.2).
Glicogenia de tip I (boala lui Girke) apare cel mai des, datorită unui defect ereditar în sinteza enzimei glucoz-6-fosfatazei în ficat și rinichi. Boala este moștenită de un tip autosomal recesiv. Simptomele patologice apar deja în primul an al vieții copilului: ficatul este mărit. Rinichii sunt adesea măriți. Ca urmare a hipoglicemiei, sunt posibile convulsii, întârzieri de creștere și acidoză. În sânge - o cantitate crescută de lactat și piruvat. Introducerea epinefrinei sau a glucagonului-gong determină hiperlactatacidemie semnificativă, dar non-hiperglicemia. deoarece glucoza-6-fosfatază este absentă în ficat și nu există nici o formare de glucoză liberă.
57. Reglarea metabolismului carbohidraților și menținerea nivelului fiziologic al glucozei în sânge. Caracteristica hormonilor și mecanismul acțiunii lor. Hypo și hiperglicemia.
Hormoni. Pentru hormonii care afectează metabolismul carbohidraților, aparțin peptidelor insulinei iglukagon. glucocorticoid cortizol și adrenalină de catecolamină (vezi pp. 362. 368). Sinteza de glicogen sintază de novo [1] indusă de insulină (vezi pagina 120), precum și unele enzime de glicoliză [3, 5, 7]. În același timp, insulina inhibă sinteza principalelor enzime de gluconeogeneză (reprimare, [4, 6, 8, 9]). Glucagonul acționează ca un antagonist al insulinei în direcția opusă induce enzimele gluconeogenezei [4, 6, 8, 9] și reprimă piruvat [7], o enzima cheie a glicolizei. Alte afecțiuni cu glucagon se bazează pe interconversia enzimelor și sunt mediate de un mesager secundar al cAMP (cAMP, vezi pagina 114). Acest mecanism inhibă sinteza glicogenului [1] și activează scindarea glicogenului [2]. Adrenalina funcționează într-un mod similar. Inhibarea piruvat kinazei [7] de glucagon se datorează și interconversiei enzimelor.
Glucocorticoizii, în special cortizolul (vezi pagina 362), induc toate enzimele cheie ale gluconeogenezei [4, 6, 8, 9]. Simultan, ele induc enzime pentru degradarea aminoacizilor și astfel asigură gluconeogeneza cu compușii inițiali.
Metaboliți. Concentrațiile ridicate de ATP (ATP) și citrat inhibă glicoliza prin reglarea alosterică a fosfofructokinazei. În plus, ATP inhibă piruvat kinaza. Inhibitorul piruvat kinazei este acetil-CoA. Toți acești metaboliți se formează în timpul degradării glucozei (inhibarea prin produsul final). AMP (AMP), un semnal de deficiență ATP, activează scindarea glicogenului și inhibă gluconeogeneza.
Hipoglicemia. Adesea, hipoglicemia este asociată cu o scădere a funcțiilor acestor glande endocrine. creșterea funcțiilor care conduc, după cum sa observat, la hiperglicemie. În special, hipoglicemia poate fi observată cu cașexia hipofizară, boala addison, hipotiroidismul. O scădere bruscă a nivelurilor de glucoză din sânge este observată la adenomul pancreatic datorită creșterii producției de insulină de către celulele β ale insulelor pancreatice. În plus, hipoglicemia poate fi cauzată de foame, de muncă fizică prelungită, de utilizarea blocantelor β-ganglionare. Scăderea glucozei din sânge este observată uneori în timpul sarcinii. lactație.
Hipoglicemia poate apărea atunci când dozele mari sunt injectate la pacienții cu diabet zaharat. De regulă, acesta însoțește glucozuria renală, care rezultă dintr-o scădere a "pragului renal" pentru glucoză.
58. Caracteristicile metabolismului glucozei în diferite țesuturi (mușchi, eritrocite, creier, țesut adipos, ficat). Dependența modurilor de utilizare a glucozei în ritmul și natura nutriției.
PECULIARITĂȚI ȘI IMPORTANȚA GLICOLIZEI ÎN EROTROCITATE 1. Generarea ATP. ATP este utilizat pentru 1) transportul activ al cationilor prin membrană, 2) menținerea integrității membranei și a formei celulelor roșii din sânge. 2. NADH2 este generat în timpul glicolizei. care este: 1) cofactorul methemoglobin reductazei, o enzimă care catalizează tranziția met-Hb la Hb; acest proces previne acumularea de met-Hb (cofactorul poate fi NADPH2); 2) LDH cofactor (lactat dehidrogenază); 3) un furnizor de protoni pentru reacția dismutazei superoxid. 3. În procesul de glicoliză, 1,3-difosfogliceratul (1,3-DPG) este transformat în 2,3-DPG. Acest proces consumă 20-25% din glucoză. 2,3-DFG este o moleculă activă negativ încărcată. În eritrocitele formelor de sânge periferic, o legătură de sare cu Hb reduce afinitatea sa pentru oxigen, ceea ce asigură trecerea oxigenului în celulele țesuturilor. În capilarele pulmonare, Hb este eliberat din 2,3-DFG și dobândește capacitatea de a accepta oxigenul. PFP - PRINCIPALUL SCOP - generarea cofactorului restabilit NADPH2. care este folosit pentru a restaura celulele roșii din sânge de glutation, cu participarea glutation furnizează protoni pentru reacția superoksidodismutaznoy, deși slab, dar foloseste meth-Hb-reductaza de a restabili Meth-Hb în Hb. Produsul intermediar PFP-3-PHA (3-fosfoglicerol aldehidă) este utilizat în procesul de glicoliză, inclusiv pentru sinteza 2,3-DPG.
Glucoza este eliberată din ficat în intervalele dintre mese. Dacă nivelul glucozei din sânge începe să scadă la limita inferioară între mese, acesta este un număr de modificări și va servi drept scuză pentru eliberarea glucozei din ficat în sânge. 1. Reducerea nivelului de glucoză duce la scăderea secreției de insulină de către pancreas.
2. Lipsa insulinei va conduce la o schimbare în direcția reacțiilor care vizează crearea unei rezerve de glicogen, în principal, pentru a opri sinteza în continuare de glicogen în ficat, și prevenirea intrării glucozei în ficat din sânge.
3. Absența insulinei (în paralel cu o creștere a glucagonului, care va fi discutată mai jos) activează enzima fosforilază, care descompune glicogenul la glucoză fosfat.
4. Enzima glucofosfatază. inhibată de insulină, în absența insulinei este activată și duce la eliminarea radicalului fosfat din glucoză, ceea ce permite revenirea glucozei libere în sânge.
Astfel, ficatul preia glucoza din sânge atunci când apare în sânge datorită aportului de alimente în exces, și se întoarce în sânge, atunci când concentrația de glucoză este redusă la între mese. De obicei, aproximativ 60% din glucoza alimentară este stocată în acest fel în ficat și apoi returnată în sânge. Insulina asigură conversia excesului de glucoză în acizi grași și inhibă gluconeogeneza în ficat.
Scopul celulei musculare este de a folosi cel mai eficient glucoza de intrare pentru a forma ATP, ceea ce este necesar pentru reducerea muncii mecanice. În repaus, cantități semnificative de glucoză sunt rezervate sub formă de glicogen. Citoplasmă celulelor musculare conține concentrații mari de enzime ale glicolizei, abundența mitocondriale și furnizează produse eficiente glicoliza de descompunere prin calea acidului citric și a lanțului de transport de electroni. Numai în condiții de oboseală extremă, aceste procese aerobe pot face față acumulării de lactat.
În mușchi există glicogeneză, mușchiul exercită doar câteva funcții sintetice. Enzime cheie ale gluconeogenezei în mușchi sunt absente, iar gluconeogeneza nu merge. Pentru sinteza restabila in muschiul NADF. H nu este necesar, iar calea fosfogluconatului este aproape nefuncțională.
Schimbul de carbohidrați din mușchi asigură crearea de depozite de țesuturi de glicogen în starea de repaus și de utilizare a acestor stocuri, precum și a glucozei care intră în timpul muncii depline; nevoile energetice de bază ale tuturor tipurilor de mușchi sunt îndeplinite în principal datorită oxidării produselor metabolismului grăsimilor. Nu se contractă încet țesutul muscular neted și nici mușchiul inimii consumă în mare măsură glucoză. În timpul muncii grele, inima se oferă cu lapte pentru oxidare.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: