Все метаболические пути глюкозы находятся под влиянием инсулина , то есть инсулинзависимы. Инсулин повышает проницаемость тканей для глюкозы. Все ткани, кроме печени и головного мозга, инсулинзависимы , следовательно концентрация глюкозы в этих органах будет зависить от концентрации глюкозы в крови. При извлечении инсулина все 5 путей метаболизма будут нарушены.
4. Строение гликогена. Синтез и фосфоролиз гликогена.
Гликоген – большая ветвистая молекула с молекулярной массой 106-107 Дальтон. Линейные участки молекулы гликогена связаны α (1→4) связью, точки ветвления представлены α (1→6) гликозидной связью.
Синтез:
Глюкоза+АТФ à Г-6-Ф + АДФ (гексогеназа) à Г-1-Ф à УДФ-глюкоза à (глюкоген) n+1
Глюкогенолиз - активируется стрессом. (гормоны-адренолин и глюкагон)
Фосфоролиз :
(глюкоген) n+1 à (глюкоген) n-1 +Г-1-Ф (гликогенфосфорилаза) à Г-6-Ф (фосфоглюкомутаза) à Глюкоза + H 3 PO 4 (фосфатаза глюкозо-6 фосфат)
5.Гормональная регуляция метаболизма гликогена. Роль цАМФ, ионов Са в регуляции гликогенеза и гликогенолиза.
В регуляции синтеза гликогена ключевую роль играет гликогенсинтаза. Фермент находится в клетке в неактивном, фосфорилированном, состоянии и называется гликогенсинтаза D, т.е. активность его зависит от глюкозо-6-фосфата (аллостерический активатор) и гормона инсулина. Инсулин активирует фермент фосфатазу, который и превращает гликогенсинтазу D в активную форму – гликогенсинтазу I .
Адреналин и глюкагон, активируя аденилатциклазу, способствуют образованию цАМФ, который запускает «каскадный механизм» фосфорилирования ферментов распада и синтеза гликогена. В результате фосфорилирования образуется активная, гликогенфосфорилаза и неактивная гликогенсинтаза. В этих условиях будет осуществляться распад гликогена.
Напротив, под действием инсулина, включающего механизм дефосфорилирования ключевых ферментов, появятся неактивная гликогенфосфорилаза, и активная, гликогенсинтаза. В этих условиях будет происходить синтез гликогена.
Активность обоих обоих ключевых ферментов синтеза и распада гликогена в печени регулируется также Са++ – выход кальция из внутриклеточных депо в цитозоль клетки контролируется инозитолтрифосфатом (ИТФ), который освобождается фосфолипазой С при распаде входящего в состав мембраны фосфатидилинозитол пирофосфата.
6. Особенности глюкогенолиза в печени и мышцах. Регуляция активности ферментов.
В печени находится Глюкозо-6-фосфатаза – важнейший фермент, ответственный за образование глюкозы. Печень является основными поставщиками глюкозы для тканей организма. Глюкозо-6-фосфатаза практически отсутствует в мышцах – миоциты получают глюкозу из крови. Кроме того, в мышцах синтезируется глюкозо-6-фосфат из глюкозо-1-фосфата в процессе распада гликогена. Между гликолизом, протекающим в мышцах при их интенсивной работе, и глюконеогенезом, осуществляемым печенью, существует тесная взаимосвязь (цикл Кори): образующая в мышцах молочная кислота поступает в общий кровоток, захватывается печенью и используется ею в качестве субстрата глюконеогенеза; синтезируемая при этом глюкоза отдаётся в кровототок и метаболизируется мышцами для получения энергии.
Регуляция осуществляется путём аллостерического контроля ферментов, которые для этих двух путей различны:
1. Активности гексокиназы и глюкозо-6-фосфатазы регулируются уровнем глюкозо-6-фосфата: гексокиназа им ингибируется, а фермент глюконеогенеза активируется.
2.Для пируваткиназы и пируваткарбоксилазы аллостерческим эффектором является ацетил-КоА, однако если для фермента глюконеогенеза он является положительным модулятором, то активность пируваткиназы ацетил-КоА, напротив, ингибирует.
3. Главным аллостерическим регулятором двух взаимосвязанных путей – гликолиза и глюконеогенеза – является фруктозо-2,6-дифосфат: увеличение его концентрации активирует ключевой фермент гликолиза – фосфофруктокиназу-1; снижение его концентрации активирует конкурирующую реакцию – образование фруктозо-6-фосфата, т.е. приводит к усилению глюконеогенеза.
7. Кинетическое различие в действии глюкокиназы и гексокиназы.
Гексагеназа :
*высокое сродство к глюкозе К m > 0.1нм
*высокая специфичность
*локализация: печень, поджелудочная железа.
* регулирует процесс гликолиза
Гексакиназа :
*низкое сродство к глюкозе Km = 10нм
*низкая спецефичность
*не ингибирует Г6Ф и относ АТФ/АДФ
8. Метаболизм галактозыи фруктозы в норме и при патологии
Норма (фруктоза):
фруктокиназа фосфофруктокиназа
фруктоза+АТФ ------------ à Ф-1-Ф+АТФ ------------ à Ф-1,6-Ф
глицериновый Диоксиацетонфосфат
АТФ
