Биохимия. Лекция 50. Углеводы. Глюкозо-лактатный цикл (Кори). Глюконеогенез. Пентозофосфатный путь.

• Заключительная часть по углеводам.  

• Автор объясняет, что это будет последний ролик на канале на долгое время.  

• Липиды начнут снимать со второй половины ноября из-за занятости автора.  

• Окисление глюкозы требует учета затрат АТФ и ГТФ.  

• Важно рассчитывать чистый выход АТФ, а не просто общее количество.  

• Глюкоза образует две триозы, что нужно учитывать при расчете.  

• Современные данные показывают, что коэффициенты для НАД и ФАД отличаются от старых.  

• Рекомендуется использовать новые коэффициенты: 2.5 для НАД и 1.5 для ФАД.  

• Эти коэффициенты важны для правильного расчета выделяющейся энергии.  

• На подготовительном этапе затрачиваются две молекулы АТФ.  

• Гликолиз включает реакции с участием гексокиназы и фосфофруктокиназы.  

• Эти реакции требуют затрат АТФ и приводят к образованию глицеральдегидфосфата.  

• Глицеральдегидфосфат окисляется до пирувата с образованием двух молекул АТФ.  

• Реакция катализируется глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназой.  

• Пируват превращается в лактат в анаэробных условиях.  

• Перват превращается в лактат за счет лактатдегидрогеназы.  

• Анаэробное окисление глюкозы включает гликолиз и лактатдегидрогеназную реакцию.  

• Чистый выход АТФ при анаэробном окислении составляет всего две молекулы.  

• Глюкоза превращается в глицеральдегидфосфат через гексакиназную и фосфатную реакции.  

• На этом этапе расходуются две молекулы АТФ.  

• Глюкоза состоит из шести углеродов, поэтому образуются две молекулы глицеральдегидфосфата.  

• Глицеральдегидфосфат восстанавливается до глицеральдегид-3-фосфата.  

• Глицеральдегид-3-фосфат превращается в 1,3-дифосфоглицерат через фосфатную реакцию.  

• Учитываются две молекулы АТФ, использованные на этом этапе.  

• НАД+ окисляется до НАД+ и Н+, что учитывается при расчетах.  

• НАД+ переводится в форму АТФ с коэффициентом 2.5.  

• Суммирование всех реакций показывает, что на втором этапе образуется две молекулы АТФ.  

• НАД+, образовавшийся в гликолизе, направляется в митохондрии для окисления.  

• Окисление НАД+ в митохондриях дает 2.5 молекулы АТФ.  

• Первиат, образующийся в гликолизе, превращается в ацетил-КоА и поступает в цикл Кребса.  

• Ацетил-КоА окисляется в цикле Кребса, образуя НАД+, ФАД и ГТФ.  

• НАД+ и ФАД используются в дыхательной цепи для получения АТФ.  

• Суммарный энергетический выход составляет 32 молекулы АТФ.  

• Печень синтезирует глюкозу, которая является важным источником энергии для клеток.  

• Эритроциты и нервная ткань потребляют значительное количество глюкозы.  

• Глюконеогенез происходит в печени и включает синтез глюкозы из неуглеводных компонентов.  

• Основные компоненты: лактат, пируват, глицерол, кетокислоты и аминокислоты.  

• Глюконеогенез важен для поддержания концентрации глюкозы в крови при низком содержании углеводов в пище или голодании.  

• Глюкозо-лактатный цикл объединяет реакции глюконеогенеза и анаэробного гликолиза.  

• Лактат, образующийся в эритроцитах и мышцах, используется для синтеза глюкозы.  

• Глюкоза, синтезированная в печени, возвращается в мышцы и другие органы.  

• Мышцы при интенсивной физической нагрузке окисляют глюкозу по анаэробному пути.  

• Анаэробное окисление происходит быстро, но с низким выходом АТФ.  

• Лактат из мышц поступает в печень, где превращается в пируват для глюконеогенеза.  

• Глюкозо-аланиновый цикл удаляет пируват и доставляет аминный азот из мышц в печень.  

• Аланин, образующийся в мышцах, транспортируется в печень для синтеза мочевины.  

• Цикл активируется при мышечной работе, голодании и распаде белков.  

• Глюконеогенез включает синтез глюкозы из лактата, пирувата, глицерола и кетокислот.  

• Глюконеогенез обеспечивает уборку лактата и других метаболитов.  

• Реакция глюконеогенеза включает все обратимые реакции гликолиза и обходные пути.  

• Глюконеогенез происходит в печени и почках, но основной орган - печень.  

• Глюконеогенез включает все обратимые реакции гликолиза и обходные пути.  

• Реакция глюконеогенеза не полностью повторяет реакцию окисления глюкозы.  

• В глюконеогенезе участвуют два фермента: перват карбоксилаза и фос-фосл-карбоксикиназа.  

• Эти ферменты находятся в разных частях клетки: перват карбоксилаза в митохондриях, фос-фосл-карбоксикиназа в цитозоле.  

• Перенос веществ между митохондриями и цитозолем осуществляется через челночные системы.  

• Перват может образовываться из молочной кислоты или аланина.  

• Перват проникает в митохондрии через протонный градиент.  

• В митохондриях перват карбоксилаза превращает его в оксалоацетат.  

• Оксалоацетат должен попасть в цитозоль для дальнейшего превращения.  

• В цитозоле оксалоацетат восстанавливается до малата.  

• Малат перемещается в митохондрии и снова превращается в оксалоацетат.  

• В цитозоле фос-фосоперват карбоксикиназа использует ГТФ для превращения оксалоацетата в фос-фосоперват.  

• Этот процесс требует энергии для отщепления CO2 и присоединения фосфорной кислоты.  

• Оксалоацетат должен попасть из митохондрий в цитозоль для превращения в фос-фосоперват.  

• Используется челночный механизм для транспорта оксалоацетата через митохондриальную мембрану.  

• В цитозоле происходит обратная реакция с образованием оксалоацетата.  

• Препятствие в глюконеогенезе преодолевается с помощью фруктозо-1,6-дифосфатазы.  

• Этот фермент есть в почках, печени и поперечно-полосатых мышцах.  

• Фруктозо-1,6-дифосфат превращается в фруктозо-6-фосфат.  

• Глюкоза-6-фосфатаза катализирует последнюю реакцию глюконеогенеза.  

• Глюкоза-6-фос  

• Глицерол образуется при липолизе, гидролизе триацилглицеридов.  

• При физической нагрузке или голодании происходит распад триацилглицеридов.  

• Глицерол является продуктом распада и участвует в глюконеогенезе.  

• Глицерол фосфорилируется глицерол-киназой, превращаясь в глицерол-трифосфат.  

• Глицерол-трифосфат дегидрируется до диоксиацетонфосфата.  

• Диоксиацетонфосфат может превращаться в глицеральдегид-3-фосфат и глицеральдегид-фосфат.  

• Гликолиз и глюконеогенез дополняют друг друга, обеспечивая организм глюкозой.  

• Гликолиз активируется при физической нагрузке и служит источником глицерола и ацетил-коэнзима А.  

• Глюконеогенез необходим при гипогликемии для синтеза глюкозы из неуглеводных источников.  

• Глюконеогенез регулируется гормонально и метаболически.  

• Гормональная активация осуществляется глюкокортикоидами, увеличивающими синтез ферментов.  

• Энергия для глюконеогенеза поступает от бета-окисления жирных кислот.  

• В печени глюкоз стимулируется инсулином, повышающим активность ключевых ферментов.  

• Активность гексокиназы регулируется андрогенами, тироидными гормонами и глюкокортикоидами.  

• Инсулин действует на всех этапах гликолиза, стимулируя ключевые ферменты.  

• Эстрогены снижают активность гексокиназы.  

• Гексокиназа ингибируется глюкозо-6-фосфатом.  

• Фруктокиназа активируется АМФ и фруктозо-6-фосфатом, ингибируется АТФ, цитратом и жирными кислотами.  

• Уровень глюкозы в крови легко изменяется.  

• Нормальный уровень глюкозы в крови составляет 3,3-5,5 ммоль/л.  

• Гипергликемия возникает при уровне глюкозы выше 6 ммоль/л.  

• Физиологическая гипергликемия связана с приемом пищи.  

• Нейрогенная гипергликемия вызвана стрессом и мобилизацией гликогена.  

• Патологическая гипергликемия связана с заболеваниями гипоталамуса, коры надпочечников и щитовидной железы.  

• Гипогликемия возникает при уровне глюкозы ниже 3,5 ммоль/л.  

• Физиологические причины: голодание, физическая нагрузка.  

• Патологические причины: гиперинсулинизм, инсулинома, синдром Мак-Ардля.  

• Нервная регуляция: блуждающий нерв стимулирует инсулин, симпатический нерв тормозит.  

• Гормональная регуляция: глюкагон, адреналин, кортикостероиды, соматотропин.  

• Контринсулярные гормоны: глюкагон, адреналин, кортикостероиды, соматотропин.  

• Инсулин уменьшает концентрацию глюкозы в крови.  

• Активация белков-переносчиков глюкозы.  

• Стимуляция гликолиза и синтеза гликогена.  

• Нервная ткань, стекловидное тело, хрусталик, сетчатка, клубочковые клетки почек, эндотелиоциты сосудов, семенники, эритроциты.  

• Глюкагон повышает уровень глюкозы за счет гликогенолиза и глюконеогенеза.  

• Адреналин вызывает гипергликемию через мобилизацию гликогена и глюконеогенез.  

• Рассматривается абсорбтивный и пост-абсорбтивный периоды.  

• Абсорбтивный период длится первые два часа после еды, когда происходит всасывание питательных веществ.  

• В пост-абсорбтивном периоде глюкоза потребляется всеми тканями, кроме печени, под действием глюкагона.  

• Голодание делится на начальный, средней продолжительности и длительное.  

• В начальном периоде голодания глюкоза потребляется всеми тканями, кроме печени и мышц.  

• В средней продолжительности голодания глюкоза потребляется головным мозгом, эритроцитами и мозговым веществом почек.  

• В длительном голодании глюкоза потребляется эритроцитами, мозговым веществом почек и головным мозгом.  

• Пентозофосфатный путь обеспечивает синтез рибозы и НАДФН.  

• Этот путь активен в печени, жировой ткани, эритроцитах и молочной железе.  

• Включает два этапа: окислительный и этап структурных перестроек.  

• Окислительный этап включает реакции с глюкозо-6-фосфатом и НАДФН.  

• Этап структурных перестроек включает изомеризацию рибулозо-5-фосфата в рибозо-5-фосфат и ксилозо-5-фосфат.  

• Пентозофосфатный путь превращает фруктозу-6-фосфат и глицеральдегид-3-фосфат обратно в реакции гликолиза.  

• Этот путь называют шунтом, так как он обходит окисление глюкозы.  

• Схема включает реакции с участием эпимеразы и транскетолазы.  

• Ксилоза-5-фосфат и рибоза-5-фосфат образуют глицеральдегид-3-фосфат.  

• Глицеральдегид-3-фосфат может участвовать в гликолизе или синтезе жирных кислот.  

• Фруктоза-6-фосфат и рибоза-4-фосфат образуются в результате дальнейших реакций.  

• Глицеральдегид-3-фосфат может превращаться в глицерол-3-фосфат и использоваться в синтезе липидов.  

• Он также может образовывать другие гексозы, такие как фруктоза-6-фосфат.  

• Пентозофосфатный путь зависит от условий и типа клетки.  

• В делящихся клетках, таких как эпителиальные и эндокринные, рибоза-5-фосфат используется для синтеза нуклеотидов.  

• В клетках, не участвующих в делении, рибоза-5-фосфат превращается в фруктозу-6-фосфат и глицеральдегид-3-фосфат.  

• Эти метаболиты используются для синтеза жирных кислот и холестерина.  

• В депоцитах и печени рибоза-5-фосфат превращается в фруктозу-6-фосфат и глицеральдегид-3-фосфат.  

• Эти метаболиты используются для синтеза жирных кислот и холестерина.  

• Глицеральдегид-3-фосфат может превращаться в триацилглицериды.  

• В эритроцитах пентозофосфатный путь не играет значительной роли.  

• Они используют глюкозу для синтеза гемоглобина и других белков.  

• Пентозофосфатный путь в эритроцитах ограничен и не является основным источником энергии.  

• Глюкоза-6-фосфат превращается в рибоза-5-фосфат и фруктоза-6-фосфат.  

• Рибоза-5-фосфат превращается в фруктоза-6-фосфат и глицеро-3-фосфат.  

• Глицеро-3-фосфат превращается в лактат, что приводит к генерации НАД и АТФ.  

• Глюкоза-6-фосфат может превращаться в рибоза-5-фосфат в эритроцитах.  

• Рибоза-5-фосфат превращается во фруктоза-6-фосфат и глицеро-3-фосфат.  

• Глицеро-3-фосфат идет на образование пирувата, что приводит к анаэробному окислению глюкозы.  

• Недостаточность глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы является рецессивным дефектом.  

• Снижение синтеза НАД в эритроцитах влияет на антиоксидантную систему.  

• НАД участвует в нейтрализации активных форм кислорода.  

• Перекись водорода восстанавливается до воды с помощью глутатиона.  

• Глутатион восстанавливается до восстановленной формы с помощью НАД.  

• НАД и НАДФ используются в реакции для восстановления глутатиона.  

• Лекарства и токсины могут нарушать пентозофосфатный путь.  

• Примеры: сульфаниламиды, антибиотики, анальгетики, противомалярийные препараты.  

• Контакт с хной и использование метиленового синего также могут вызвать нарушения.  

• Гемолиз эритроцитов происходит из-за активации свободно-радикального окисления.  

• Снижение активности антиоксидантных систем приводит к накоплению перекиси водорода.  

• Перекись водорода повреждает мембрану эритроцитов, вызывая гемолиз.  

• Автор извиняется за редкие выпуски и объясняет загруженность.  

• Призывает подписываться на канал, ставить лайки и добавлять в друзья ВКонтакте.  

• Желает удачи и успешной учебы.