🗊Презентация Основные пути внутриклеточного метаболизма углеводов

МЕТАБОЛИЗМ УГЛЕВОДОВ

Основные пути внутриклеточного метаболизма углеводов 1) катаболические пути (распад):  гликолиз;  гликогенолиз;  пентозомонофосфатный путь; 2) анаболические пути (синтез):  глюконеогенез;  гликогеногенез.

Фософорилирование (активация) глюкозы

Аэробный гликолиз - глюкоза превращается в ацетил-КоА (через пируват) и далее сгорает в реакциях ЦТК до СО2. Аэробный гликолиз - глюкоза превращается в ацетил-КоА (через пируват) и далее сгорает в реакциях ЦТК до СО2. C6H12O6 + 6 O2 + 38 АДФ + 38 Фнеорг = 6 CO2 + 44 H2О + 38 АТФ Анаэробный гликолиз – глюкоза окисляется до молочной кислоты (лактата). Лактат является метаболическим тупиком и далее ни во что не превращается, единственная возможность утилизовать лактат – это окислить его обратно в пируват.  В микробиологии анаэробный гликолиз называют молочнокислым брожением. C6H12O6 + 2 АДФ + 2 Фнеорг= 2 Лактат + 2 H2O + 2 АТФ

Стадии гликолиза

Расчёт АТФ при окислении глюкозы Для расчета количества АТФ, образованной при окислении глюкозы необходимо учитывать: Реакции, идущие с затратой или образованием АТФ и ГТФ, Реакции, продуцирующие НАДН и ФАДН2 и использующие их, Так как глюкоза образует две триозы, то все соединения, образующиеся ниже ГАФ-дегидрогеназной реакции, образуются в двойном (относительно глюкозы) количестве.

Участки гликолиза, связанные с образованием и затратой энергии

Аэробное окисление Если в клетке имеется кислород, то НАДН из гликолиза направляется в митохондрию, на процессы окислительного фосфорилирования, и там его окисление приносит три молекулы АТФ. Образовавшийся в гликолизе пируват в аэробных условиях превращается в ПВК-дегидрогеназном комплексе в ацетил-S-КоА, при этом образуется 1 молекула НАДН. Ацетил-S-КоА вовлекается в ЦТК и, окисляясь, дает 3 молекулы НАДН, 1 молекулу ФАДН2, 1 молекулу ГТФ. Молекулы НАДН и ФАДН2 движутся в дыхательную цепь, где при их окислении в сумме образуется 11 молекул АТФ. В целом при сгорании одной ацетогруппы в ЦТК образуется 12 молекул АТФ. Суммируя результаты окисления "гликолитического" и "пируватдегидрогеназного" НАДН, "гликолитический" АТФ, энергетический выход ЦТК и умножая все на 2, получаем 38 молекул АТФ.

Глюконеогенез это процесс синтеза глюкозы из веществ неуглеводной природы. Субстраты глюконеогенеза: пируват лактат глюкогенные аминокислоты глицерин ацетон Условия протекания: активируется при голодании, недостатке углеводов в пище. Механизм: обратный гликолиз

Обходные реакции глюконеогенеза (необратимые реакции гликолиза)

Необходимость глюконеогенеза в организме демонстрируют два цикла – глюкозо-лактатный и глюкозо-аланиновый. Глюкозо-лактатный цикл (цикл Кори) – это циклический процесс, объединяющий реакции глюконеогенеза и реакции анаэробного гликолиза. Глюконеогенез происходит в печени, субстратом для синтеза глюкозы является лактат, поступающий в основном из эритроцитов или мышечной ткани. В эритроцитах молочная кислота образуется непрерывно, так как для них анаэробный гликолиз является единственным способом образования энергии. В скелетных мышцах высокое накопление молочной кислоты (лактата) является следствием гликолиза при очень интенсивной, субмаксимальной мощности, работе.

Глюкозо-аланиновый цикл Функция: утилизация пирувата, «уборка» лишнего азота из мышц. При мышечной работе и в покое в миоците распадаются белки и образуемые аминокислоты трансаминируются с α-кетоглутаратом. Полученный глутамат взаимодействует с пируватом. Образующийся аланин является транспортной формой азота и пирувата из мышцы в печень. В гепатоците идет обратная реакция трансаминирования, аминогруппа передается на синтез мочевины, пируват используется для синтеза глюкозы. Кроме мышечной работы, глюкозо-аланиновый цикл активируется во время голодания, когда мышечные белки распадаются и многие аминокислоты используются в качестве источника энергии, а их азот необходимо доставить в печень.

Глюкозо-лактатный (выделен жёлтым) и глюкозо-аланиновый циклы

Пентозофосфатный цикл Это альтернативный путь окисления глюкозы. Локализация: эритроциты, печень, надпочечники, эмбриональная и жировая ткань Стадии: 1.окислительная или аэробная – до образования пентоз ( рибулозо-5-фосфата); 2. изомерных превращений – катализируется ферментами транскетолазами ( кофактором которых является ТДФ- коферм. форма вит.В1) и трансальдолазами; Патология: генетический дефект фермента ПФЦ глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы является причиной усиления процессов ПОЛ и гемолиза эритроцитов

Функции ПФЦ он является главным источником НАДФН для синтеза жирных кислот, холестерола, стероидных гормонов, микросомального окисления; в эритроцитах НАДФН используется для восстановления глутатиона – вещества, препятствующего пероксидному гемолизу; он является главным источником пентоз для синтеза нуклеотидов, нуклеиновых кислот, коферментов (АТФ, НАД, НАДФ, КоА-SН и др.).