Обмен углеводов, промежуточный обмен Глюкостатическая функция печени. Понятие о путях окисления глюкозы

Пути окисления глюкозы

 

•  Распад глюкозы (окисление): идет 2 путями
• - 2/3 глюкозы окисляется гликолитическим путем.
• -1/3 глюкозы окисляется пентозофосфатным путем .

 

 

• Гликолитический путь окисления глюкозы в анаэробных условиях называется гликолизом. При гликолизе из 1 молекулы глюкозы образуется 2 молекулы лактата 

                                                           и 4 АТФ.

• При аэробном гликолизе из 1 молекулы глюкозы выделяется энергия достаточная для образования
• 36 или 38 АТФ.

 

Гликолитический путь  
(реакции гликолиза)

 

                         АТФ АДФ

• 1. глюкоза Мg гл-6-фосфат

2.             Гл-6-Ф                                Фр-6-Ф

3.                             АТФ АДФ

                  Фр-6-Ф                               Фр-1,6-диф

                                          Mg

4.         Фр-1,6-д  альдолаза ДОАФ + 3 ФГА

                               

           (ДОАФ ФГА)

5.

                           2над 2надн2

2ФГА+2Н3РО4 2(1,3дифосфогл.)

6.                            2АДФ       2АТФ

 

        2(1,3-ДФГ) 2 ( 3-ФГ)

7.               3-ФГ 2-Фосфоглицерат

                           

                  2 2ФГ 2ФЭП

                               нон   нон

9.    

                                   2АДФ 2АТФ

                       2 ФЭП 2 ПВК

Энергетический баланс гликолиза

 

• При анаэробном гликолизе выделяется 210 кДж энергии, 60% которой идет на образование 4 молекул АТФ.
• Если процесс начинается с глюкозы, то на фосфорилирование глюкозы и фруктозофосфата затрачивается 2 молекулы АТФ, следовательно, запасаются 2 молекулы АТФ.
• Если процесс начинается с гликогена, то расходуется 1 молекула АТФ на образование фруктозодифосфата и запасаются 3 молекулы АТФ.

• 10.  В анаэробных условиях
• 2 Пируват 2 лактат

                 2 НАДН2 2 НАД

 

• СН3                                          СН3

  2С=О 2СНОН

   СООН                                      СООН

•               (цикл Кори)

    мышцы            кровь     печень

     глюкоза         глюкоза    глюкоза

Г                                                         глюко-

Л                                                         нео-

И                                                         генез

К

О

Л

И

З   лактат            лактат       лактат    

 

 

 

Синтез глюкозы (цикл Кори)

глюконеогенез

 

• Синтез глюкозы из ПВК протекает, как при гликолизе, но в обратном направлении
• Семь реакций гликолиза легкообратимы и используются в глюконеогенезе
• Три киназные реакции необратимы
• Какие?

 

Необратимые реакции гликолиза

 

• 1. образование глюкозы из Гл-6-Ф

 

• 2. образование фруктозы из Фр-6-Ф

 

• 3. образование фосфоенолпирувата из пирувата

Значение анаэробного гликолиза

 

• Гликолиз очень древний процесс, который возник еще тогда, когда в атмосфере Земли было очень мало кислорода.
• Гликолиз энергетически мало выгоден, неэкономичен, требует больших количеств гликогена и глюкозы, приводит к образованию недоокисленных продуктов и по промежуточным продуктам подобен процессу брожения.

 

 

• 1.  Протекает во всех клетках. Это аварийный путь: обеспечивает  энергией организм в условиях гипоксии — в условиях высокогорья, интоксикации, анемии,   болезнях органов дыхания, сердечно-сосудистой патологии.

 

• 2.  Некоторые его метаболиты используются    на синтетические процессы и имеют пластическое значение: 
• триозофосфаты,    пировиноградная,    молочная кислоты. 
• В  частности ПВК,    лактат    могут быть    использованы в глюконеогенезе. Этот процесс осуществляется непрерывно, в основном в   печени   и   почках.

В аэробных условиях

 

• ПВК диффундирует в митохондрии (МХ)

 

• СН3        2НАД     2НАДН2     СН3

2 С=О                                           2С = О

   СООН                                         ~ SKoA

                                                           АУК

                 2НSKoA 2СО2

АУК поступает в ЦТК, где окисляется

 

 

   СН3

2 С = О                2(2CО2 +3НАДН2+ФПН2+АТФ)

     ~ SKoA

 

                                              БО   ОФ    БО ОФ

Восстановленные ДГ окисляются в цепи БО

Энергетический баланс

 

• Гликолиз  4АТФ + 2НАДН2 (цитоплазматич)
• 2АТФ использованы для образования гл-6ф, фр-1,6-дифосфата 4-2= 2АТФ (гликолиз)

 

• Окислительное декарбоксилирование 2 ПВК 

      – 2 НАДН2 – БО-  ОФ   6АТФ

 

• 2 АУК – в ЦТК- 2 (3 НАДН2 + ФПН2 +АТФ)
• НАДН2 – 3АТФ Х 3 = 9 АТФ
• ФПН2   -   2 АТФ
• 12 АТФх2 = 24 АТФ
• 2+6+24 = 32 АТФ

 

-

 

 

 

• Цитоплазматический НАДН2

 

• В цитоплазме окислиться не может

 

• окисляется с помощью челночных механизмов

 

 

Малатный челночный механизм

 

• Цитоплазма

                           СООН

    2НАДН2 2 С Н2

                           С = О

                           СООН

 

 

                         СООН

   2НАД 2 СН2

                         СНОН

                         СООН

 

 

• Митохондрии

     СООН          БО(6АТФ)

  2 СН2

     С =О            2НАДН2

     СООН

 

     СООН

   2СН2

     СНОН 2НАД

     СООН

Глицерофосфатный челночный механизм

 

• Цитоплазма

   2НАДН2 СН2-О-Р

                   2 С=О

                       СН2ОН

 

                       СН2-О-Р

                   2 СНОН

   2НАД СН2ОН

 

• Митохондрии 

    СН2-О-Р        БО (АТФ)

 2 С=О 2ФПН2

    СН2ОН

 

    СН2-О-Р

 2 СНОН

    СН2ОН        2ФП

Энергетический баланс

 

• Гликолиз  2 АТФ + 2НАДН2 (цитоплазматич)
• Окислительное декарбоксилирование 2 ПВК – 2 НАДН2 – БО- 6АТФ
• 2 АУК – в ЦТК- 2 (3 НАДН2 + ФПН2 +АТФ)
• НАДН2 – 3АТФ Х 3 = 9 АТФ
• ФПН2   -   2 АТФ
• 2+6+24+6 (4) = 38 (36) цитоплазм.
• НАДН2 окисляются с помощью челночных механизмов

 

-

 

 

 

 

Пентозофосфатный путь окисления

 

• Интенсивно протекает в цитоплазме

    клеток, не требует наличия кислорода:

 

• Печени,
• Жировой ткани,
• Нервной ткани,
• Молочной железы
• Кора надпочечников

    

•               12НАДФ 12НАДФН2

 

• 6 Гл-6-Ф                          6 Пентозо-5-Ф

                         

                          2ФГА 4 ФР-6-Ф

                   фруктозо-6-Ф

Гл-6Ф                                  5 ФР-6-Ф

                          5 Гл-6-Ф

            гликолиз            гликогеногенез

 

•                 12НАДФ 12НАДФН2

 

6 гл-6-ф(36 С)                                  6 рибу 

                                          6СО2 лозо-5-ф

                                                           (30 С)

 

 

                                                       5 глюкоза

    1 глюкоза (30С)

        (6 С)

Значение пентозофосфатного пути окисления

 

• 1. поставляет восстановленный НАДФН2 для процессов восстановительного синтеза (синтез СЖК, холестерина, стероидов,, вит.Д), обезвреживание лекарственных веществ и ядов
• 2. Источник пентозофосфатов (для синтеза нуклеиновых кислот и некоторых коферментов)

Выделение

 

• Конечными продуктами обмена углеводов являются 

 

• Н2О и СО2.

• СО2 может быть использован в реакциях карбоксилирования, например, при биосинтезе СЖК. Основная масса СО2 выделяется через легкие.
• Н2О образуется при БО и используется для гидролиза, гидратации, а остальная часть воды выделяется через почки, потовые железы,  с выдыхаемым воздухом, незначительное количество выделяется через толстый кишечник.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

 

• 1. Этапы обмена веществ.
• 2. Углеводы пищи, значение.
• 3. Ферменты пищеварительных соков, участвующих в переваривании углеводов.
• 4. Всасывание углеводов, его механизмы.
• 5. Судьба моносахаридов после всасывания.
• 6. Чем обеспечивается глюкостатическая функция печени.
• 7. Гликолиз, локализация, биологическая роль этого процесса, энергетическая ценность.
• 8.. Образование конечных продуктов обмена углеводов.