Упрощенная HTML-версия
3. Главные метаболические пути глюкозы и их нарушение
Основной путь обмена глюкозы -
гликолиз.
В печени главная цель гликолиза -
продукция пирувата, который превращается в ацетил-КоА, являющийся субстратом
био интеза жирных ки лот. В о тальных органах и тканях гликолиз генерирует энер
гию благодаря тому, что в
аэробных условиях
пируват превращается в ацетил-КоА,
окисление которого в митохондриях до Н
2
О и СО
2
сопряжено с синтезом АТФ.
В
анаэробных
условиях (эритроциты, белые мышцы - в них нет митохондрий)
гликолиз является конечным процессом, а конечным продуктом -
лактат.
Превраще
ние 1 молекулы глюкозы в пируват или лактат ведет к образованию 2 молекул АТФ.
При дефиците ки лорода преобладает анаэробный гликолиз развитием гиперлакта-
цидемии. Это наблюдается при снижении рО
2
(высотная болезнь), значительном
уменьшении дыхательной поверхности легких (пневмония, отек легких, ателектаз),
анемии, недо таточно ти кровообращения, ингибировании ферментов цикла Креб а
(интоксикации, инфекции, авитаминозы). Накопление лактата снижает рН крови, что
отражается на коллоидном состоянии белков (понижается их дисперсность) и нахо
дит отражение в увеличении СОЭ. Определенная часть лактата, образующегося глав
ным образом в мышцах и поступающего в кровь, ресинтезируется в печени в глюкозу
и гликоген.
Метаболизм глюкозы начинается с необратимой
гексокиназной
(или глюкоки
назной) реакции, в которой катализируется перенос фосфатной группы АТФ на глю
козу образованием глюкозо-
6
-фо фата. Гек окиназа локализована в цитоплазмати-
че кой мембране, цитоплазме и ча тично вязана митохондриями (в головном мозге
активность этой фракции может достигать 50% суммарной активности фермента).
Наиболее вы окая активно ть гек окиназы отмечает я в головном мозге и ердце.
Гексокиназная реакция служит не только
пусковой,
но и
главной лимитирующей
реакцией
реди других реакций гликолиза. Гек окиназа обладает наименьшей актив
но тью по равнению другими гликолитиче кими ферментами; эта реакция первич
но контролирует коро ть в его гликолитиче кого потока и опрягает его отдельные
реакции.
Гексокиназа представлена 4 изоферментами. Гексокиназа IV
(глюкокиназа)
со
держит я только в печени и поджелудочной железе. Глюкокиназа
не ингибируется
глюкозо-
6
-фо фатом, что и обе печивает бе препят твенный интез гликогена в пе
чени при высокой концентрации глюкозы в v.porta после еды. Роль панкреатической
гексокиназы (глюкокиназы IV) заключается в обеспечении адекватного метаболиче
ского сигнала к секреции инсулина в условиях избыточного содержания глюкозы в
организме. Гек окиназа и глюкокиназа активируют я глюкозой и АТФ, а глюкозо-
6
-
фо фат как продукт реакции ингибирует только гек окиназу путем вязывания ре
гуляторным центром. Избыток глюкозы снимает глюкозо-
6
-фосфатный блок, а неор
ганический фосфат препятствует активации процесса инактивации гексокиназы. Ин
сулин можно лишь условно отнести к активаторам гексокиназы и глюкокиназы, так
как его дей твие проявляет я только в при ут твии глюкозы.
Ингибиторами гек окиназы и глюкокиназы являют я АДФ, ацетил-КоА, глице-
ральдегид, фо фоенолпируват, цАМФ, глюкагон, адреналин, СТГ, АКТГ. Гек окина-
за резко ингибируется при голодании и сахарном диабете.
Если гексокиназная реакция запускает гликолиз, то
фосфофруктокиназа
явля
ется
главным регулятором скорости гликолиза.
Фосфофруктокиназную реакцию ак
тивируют цАМФ, фруктозо-
6
-фосфат, фруктозо-1,6-дифосфат, АМФ, АДФ и Ф
неорг
-
9