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 с середины 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.  

• Новые данные: НАД = 2.5, ФАД = 1.5.  

• Важно запомнить новые коэффициенты для правильного расчета.  

• На подготовительном этапе затрачиваются две молекулы АТФ.  

• Гексакиназа и фосфофруктокиназа требуют затрат АТФ.  

• Эти реакции энергозависимы и требуют учета.  

• Глицеральдегидфосфат окисляется до пирувата с образованием двух молекул АТФ.  

• Реакции субстратного фосфорилирования включают последовательное действие ферментов.  

• Важно учитывать затраты АТФ на каждом этапе.  

• Пируват превращается в лактат в анаэробных условиях.  

• Лактат-дегидрогеназная реакция не участвует в образовании АТФ.  

• Анаэробное окисление включает гликолиз и лактат-дегидрогеназную реакцию.  

• Анаэробное окисление дает всего две молекулы АТФ.  

• Гликолиз включает только образование пирувата.  

• Превращение пирувата в лактат не является частью гликолиза.  

• Глюкоза превращается в глицеральдегидфосфат через гексакиназную и фосфатную реакции.  

• На этом этапе расходуются две молекулы АТФ.  

• Глицеральдегидфосфат превращается в две молекулы триоз, что учитывается при дальнейших расчетах.  

• Глицеральдегидфосфат восстанавливается до глицеральдегид-3-фосфата.  

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

• Учитываются две молекулы АТФ, расходуемые на этом этапе.  

• НАД восстанавливается до НАД+ и окисляется до НАДH+.  

• НАДH+ переводится в форму АТФ с коэффициентом 2.5.  

• Учитываются две молекулы НАДH+, что учитывается при расчетах.  

• Умножаем все реакции на два и вычитаем две молекулы АТФ, израсходованные на первом этапе.  

• Получаем чистый выход в две молекулы АТФ.  

• Важно помнить о преобразовании НАД в форму АТФ для расчетов.  

• В аэробных условиях НАД+ направляется в митохондрии для окисления.  

• Образовавшийся в гликолизе 1,3-дифосфоглицерат превращается в оксалоацетат.  

• Оксалоацетат окисляется в цикле Кребса, образуя три молекулы НАДH+, одну молекулу ГТФ и одну молекулу ФАД.  

• В цикле Кребса образуется одна молекула ГТФ и три молекулы НАДH+.  

• ГТФ эквивалентен одной молекуле АТФ.  

• Умножаем все реакции на два, так как из одной молекулы глюкозы образуются две молекулы триоз.  

• Умножаем НАДH+ на коэффициент 2.5 и получаем 7.5 молекул АТФ.  

• Учитываем использование АТФ на первом этапе гликолиза.  

• Итоговый выход составляет 32 молекулы АТФ, что больше, чем при анаэробном окислении.  

• Глюкоза является единственным источником энергии для эритроцитов.  

• Нервная ткань потребляет около 120 грамм глюкозы в сутки.  

• Глюкоза играет важную роль в обмене липидов и поддержании концентрации метаболитов цикла Кребса.  

• При низком содержании углеводов в пище или голодании организм синтезирует глюкозу из неуглеводных компонентов.  

• Глюконеогенез происходит в печени и включает синтез глюкозы из лактата, пирувата, глицерола, кетокислот и аминокислот.  

• Глюкоза-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.  

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

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

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

• Глюконеогенез включает синтез глюкозы из неуглеводных компонентов и аминокислот.  

• Глюконеогенез обеспечивает уборку лактата и глицерола, а также синтез глюкозы.  

• Процесс включает все обратимые реакции гликолиза и обходные пути, что позволяет ему происходить во всех тканях, кроме печени и почек.  

• В глюконеогенезе участвуют два фермента: пируват-карбоксилаза и фосфат-карбоксикиназа.  

• Эти ферменты находятся в разных частях клетки: пируват-карбоксилаза в митохондриях, фосфат-карбоксикиназа в цитозоле.  

• Для прохождения реакций через мембрану используются челночные системы.  

• Пируват может образовываться из молочной кислоты или аланина.  

• Пируват проникает в митохондрии через протонный градиент.  

• В митохондриях пируват превращается в оксалоацетат с помощью пируват-карбоксилазы.  

• Оксалоацетат восстанавливается до малата в цитозоле.  

• Малат возвращается в митохондрии и снова превращается в оксалоацетат.  

• Этот процесс требует энергии ГТФ.  

• Оксалоацетат должен попасть в цитозоль для дальнейшего превращения.  

• В цитозоле оксалоацетат восстанавливается до малата.  

• Малат превращается в фосфат-пируват с помощью фосфат-карбоксикиназы.  

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

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

• Фруктозо-6-фосфат является промежуточным продуктом в глюконеогенезе.  

• Глюкозо-6-фосфат превращается в глюкозу с помощью глюкозо-6-фосфатазы.  

• Глюкозо-6-фосфатаза присутствует только в печени и почках.  

• Глюконеогенез возможен только в этих органах.  

• Молочная кислота образуется в мышцах и эритроцитах.  

• Лактат-гидрогеназа превращает молочную кислоту в пируват  

• Глицерол образуется при липолизе, гидролизе триацилглицеридов.  

• При физической нагрузке или голодании происходит распад триацилглицеридов.  

• Глицерол фосфорилируется и окисляется до диоксиацетонфосфата, вовлекаясь в глюкогенез.  

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

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

• Глюконеогенез необходим при гипогликемии и обеспечивает глюкозой клетки и органы.  

• Регуляция осуществляется гормонально и метаболически.  

• Глюкагон стимулирует ферменты, участвующие в глюконеогенезе.  

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

• Инсулин стимулирует ключевые ферменты гликолиза.  

• Андрогены и тироидные гормоны также активируют гексакиназу.  

• Глюкокортикоиды и эстрогены подавляют активность гексакиназы.  

• Уровень глюкозы в крови является важным показателем для диагностики.  

• Гипергликемия возникает при концентрации глюкозы более 6 ммоль/л.  

• Гипогликемия может быть вызвана различными факторами, включая голодание и физическую активность.  

• Постпрандиальная гипергликемия длится не более двух часов после еды.  

• Возникает из-за повышения уровня глюкозы в крови и стимуляции гликогенолиза.  

• Гипергликемия беременных связана с временной инсулинорезистентностью.  

• Гипергликемия может быть вызвана органическими поражениями ЦНС и поджелудочной железы.  

• Сахарный диабет первого типа возникает при поражении бета-клеток.  

• Гипогликемия может быть вызвана физиологическими или патологическими причинами.  

• Физиологические причины: голодание, физическая нагрузка.  

• Патологические причины: гиперинсулинизм, инсулинома.  

• Инсулинома — доброкачественная опухоль, продуцирующая инсулин.  

• Инсулин способствует переходу глюкозы в клетки, а контр-инсулярные гормоны повышают уровень глюкозы.  

• Глюкагон, адреналин и кортикостероиды повышают уровень глюкозы.  

• Инсулин стимулирует синтез гликогена и липогенез.  

• Инсулин-независимые ткани: нервная ткань, хрусталик, сетчатка, клубочковые клетки почек.  

• Инсулин-зависимые ткани: жировая ткань, скелетные мышцы.  

• Глюкагон и адреналин повышают уровень глюкозы за счет гликогенолиза и глюконеогенеза.  

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

• Постпрандиальный период: начинается после двух часов и длится до 14 часов.  

• В абсорбтивном периоде уровень глюкозы нормализуется под действием инсулина.  

• Глюкоза потребляется всеми тканями, кроме печени, в пост-абсорбтивный период.  

• Мышцы потребляют глюкозу при физической нагрузке.  

• Основной процесс - гликогенолиз, регулируемый глюкагоном.  

• Начальный период голодания: глюкоза потребляется всеми тканями, кроме печени и мышц.  

• Воздействие контр-инсулярных гормонов глюкагона и кортизола.  

• Глюконеогенез активизируется с 6 часов, но наиболее важен в начальном периоде голодания.  

• Глюконеогенез становится основным процессом.  

• Глюкоза потребляется головным мозгом, эритроцитами и мозговым веществом почек.  

• Гормоны: кортизол и глюкагон, кортизол преобладает.  

• Глюконеогенез ослабевает, глюкоза потребляется эритроцитами и мозговым веществом почек.  

• Гормоны: кортизол и глюкагон, кортизол доминирует.  

• Важность глюкагона и кортизола в периоде голодания.  

• Синтез рибозы и НАДФН.  

• Участие в синтезе белков, нуклеиновых кислот и жирных кислот.  

• Важность для антиоксидантной системы и восстановления железа.  

• Превращение глюкозо-6-фосфата в рибулозо-5-фосфат.  

• Регуляция процесса инсулином.  

• Образование рибулозо-5-фосфата и его дальнейшие превращения.  

• Превращение рибулозо-5-фосфата в рибозо-5-фосфат и ксилулозо-5-фосфат.  

• Структурная перестройка под влиянием ферментов.  

• Возвращение в реакции гликолиза, иногда называется шунтом.  

• Рибоза-5-фосфат превращается в ксилоза-5-фосфат через эпимеразу.  

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

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

• Глицеральдегид-3-фосфат может превращаться в фруктоза-6-фосфат и рибоза-4-фосфат.  

• Рибоза-5-фосфат может снова превращаться в ксилоза-5-фосфат.  

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

• Гексозы могут образовываться из глицеральдегид-3-фосфата.  

• Ксилоза-5-фосфат и эритроза-4-фосфат взаимодействуют через транскетолазу.  

• В разных клетках пентозофосфатный путь идет по-разному.  

• Судьба метаболитов пентозофосфатного пути зависит от типа клетки.  

• В делящихся клетках рибоза-5-фосфат используется для синтеза нуклеотидов.  

• Рибоза-5-фосфат фосфорилируется и используется для синтеза пуринов и пиримидинов.  

• Рибоза-5-фосфат может превращаться в фруктоза-6-фосфат для получения энергии.  

• В первом этапе пентозофосфатного пути образуется рибоза-5-фосфат.  

• Рибоза-5-фосфат используется для синтеза рибонуклеотидов и дезоксирибонуклеотидов.  

• В адипоцитах и печени при синтезе жирных кислот образуется рибулоза-5-фосфат.  

• Рибулоза-5-фосфат превращается в фруктозо-6-фосфат и глицеро-3-фосфат.  

• Эти метаболиты используются для синтеза жирных кислот и холестерина.  

• В эритроцитах глюкозо-6-фосфат превращается в рибулозо-5-фосфат.  

• Рибулозо-5-фосфат превращается во фруктозо-6-фосфат и глицеро-3-фосфат.  

• Эти метаболиты участвуют в анаэробном окислении глюкозы с образованием лактата.  

• Недостаточность глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы является рецессивным дефектом.  

• Это снижает синтез НАД+ в эритроцитах, что влияет на антиоксидантную систему.  

• НАД+ участвует в нейтрализации активных форм кислорода.  

• НАД+ необходим для восстановления глутатиона.  

• Глутатион-редуктаза использует НАД+ для восстановления окисленного глутатиона.  

• НАД+ обеспечивает гидрирование дисульфидного мостика, восстанавливая глутатион.  

• Лекарства и токсины могут нарушать пентозофосфатный путь.  

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

• Контакт с хной и другими веществами может вызвать нарушение пути.  

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

• Снижение активности антиоксидантных систем приводит к накоплению перекиси водорода.  

• Это вызывает повреждение мембраны эритроцитов и их 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.