Тема заняття №11. Дослідження катаболізму та біосинтезу глікогену. Регуляція обміну глікогену, біосинтез глюкози – глюконеогенез.



 

Атуальність теми: Головним джерелом глюкози як метаболічного палива для організму людини є її надходження з харчовими продуктами у вигляді полісахариду крохмалю та сахарози. Надлишок глюкози, що не використовується в окислювальних реакціях аеробного та анаеробного гліколізу, відкладається у вигляді енергетичних депо – глікогену та триацилгліцеролів. Існують метаболічні шляхи, що забезпечують організм глюкозою за рахунок її синтезу з невуглеводних попередників.

Реакції глікогенолізу і їх зв’язок з гліколізом.

Синтез глікогену активується в період травлення (1-2 години після прийому вуглеводної їжі). За цей час збільшується секреція гормону підшлункової залози інсуліну, котрий активує глікогенсинтазу шляхом її дефосфорилювання. Внаслідок цього глюкоза після всмоктування у кров із кишечника депонується у печінці у вигляді глікогену.

 

Каскадні механізми АТФ – залежної регуляції активностей глікогенфосфорилази і глікогенсинтетази.

 

Ключову роль в регуляції реакцій обміну глікогену відіграють ферменти розщеплення та біосинтезу глікогену – глікогенфосфорилаза та глікогенсинтетаза. Контроль активностей даних компонентів здійснюється шляхом їх ковалентної модифікації та частково за механізмом алостеричної регуляції. Глікогенфосфорилаза і глікогенсинтетаза регулюються реципрокно: активація глікогенфосфорилази відбувається в умовах інактивації глікогенсинтетази (синтезу глікогену).

Гормональна регуляція метаболізму глікогену в м’язах забезпечується адреналіном і інсуліном, а в печінці глюкагоном та інсуліном.   

 

 

Спадкові захворюванняензимопатії, пов’язані з порушеннями активності ферментів синтезу або розпаду глікогену -

 

v Глікогенози – хвороби накопичування глікогену, внаслідок яких спостерігаються гіпоглікемія та її наслідки. Наприклад, хвороба Гірке характеризується недостатністю глюкозо-6-фосфатази.

v Аглікогенози – порушення синтезу глікогену, котрі призводять до зниження його вмісту у тканинах, а також гіпогликемії.

 

 

Глікоконьюгати (глікопротеїни) - вуглеводний компонент ковалентно повязаний з невуглеводневою частиною поедставленою: білком, пептидом, амінокислотою або ліпідом.

До глікопротеїніввідносяться білки плазми крові (іммуноглобуліни, трансферрини та ін.), більшість білкових гормонів, складні мембранні білки деякі ферменти та всі антитіла

Синтез глікопротеїнів відбувається в рибосомах ендоплазматичного ретикулуму, потім до білка приєднується вуглеводний компонент тавідбувається транспорт до біомембран клітини, там вони або включаються до складу мембранних білків або секретуються.

Синтезовані глікопротеїни переносяться в апарат Гольджі, девідбуваєтья їх остаточне глікозилювання та розподіл по призначенню.

Інтерферони – це інгібітори розмноження багатьох типів вірусів. Вони синтезуються в клітині у відповідь на вторження вірусної нуклеїнової кислоти тим самим призупиняючи інфекцію.

Імуноглобуліни (антитіла) – виконують захисну функцію, знешкоджуючи чужерідні сполуки, які потрапили в організм. Синтезуються імуноглобуліни плазматичними клітинами, які утворються з лімфоцитів.

Окрім глікопротеїнів, також вирізняють протеоглікани, вони складаються з білка та глікозаміногліканів, до них відносяться гіалуронова кислота, хондроітін-4-фосфат, хонроітін-6фосфат, гепарин.

Гіалуронова кислота –є одним з основних компонентів позаклітинного матриксу, міститься в багатьох біологічних рідинах (слині, синовіальній рідині та ін.). Приймає значну участь в проліферації та міграції клітин.

Хондроітін-4-фосфат, хонроітін-6-фосфат – різниця між ними в локалізації сульфатної групи, але входять до складу різних видів с получної тканини.

Гепарин - сульфатований глікозаміноглікан змішаної полісахаридної природи, з різною молекулярною масою. До його складу входять полімери, похідні D-глікозаміну і L-ідуронової кислоти або D-глюкуронової кислоти. Він звільняється тканинними базофілами, базофілами крові і наявний у багатьох тканинах, зокрема, в печінці та легенях.

Головним джерелом глюкози як метаболічного палива для організму людини є її надходження з харчовими продуктами у вигляді полісахариду крохмалю та сахарози. Надлишок глюкози, що не використовується в окислювальних реакціях аеробного та анаеробного гліколізу, відкладається у вигляді енергетичних депо – глікогену та триацилгліцеролів. Існують метаболічні шляхи, що забезпечують організм глюкозою за рахунок її синтезу з невуглеводних попередників.

Синтез глюкози з невуглеводних метаболітів – глюконеогенезвикористовує попередники глюкози: піруват, лактат, глюкогенні амінокислоти, гліцерил, жирні кислоти з непарною кількістю вуглецевих атомів. Відомо, що за добу в організмі дорослої людини синтезується до 80 г глюкози. Цей процес забезпечує її нормальну концентрацію при зменшенні надходження вуглеводів з їжею а також при вичерпанні головного акумульованого джерела глюкози – глікогену печінки. Активується процес глюконеогенезу в умовах тривалого голодування, після виснажливої фізичної роботи, зранку (натщесерце).

Регуляція глюконеогенезувідбувається за рахунок реакції, яка каталізується піруваткарбоксилазою. Роль алостеричного модулятора цього фермента виконує ацетил-КоА, якщо ацетил-КоА відсутній то фермент майже неактивний. Отже накопичення ацетил-КоА гальмує окисне декарбоксилювання ПВК, що спонукає ПВК до перетворення на глюкозу.

Також важливим в регуляції є фермент фруктозо-1,6-біфосфотаза, який інгібується АМФ. Що стосується фосфофруктокінази, тут АМФ виступає алостеричним інгібітором. При низькій концентрації АМФ, а високій АТФ відбувається стимуляція глюконеогенезу. Фруктоза-2,6-біфосфат активує фосфофруктокіназу та інгібує фруктозу-1,6-біфосфотазу. Підвищення рівня фруктози-2,6-біфосфату впливає на посилення гліколізу та зниження швидкості глюконеогенезу, призниженні фруктози-2,6-біфосфату спостерігається зворотня картина.

 

Глюкагон, адреналін, глюкокортикоїди активують глюконеогенез, інсулін пригнічує.

 

 

Тема заняття №12. Дослідження механізмів метаболічної та гормональної регуляції обміну глюкози крові. Цукровий діабет.

 

Концентрація глюкози в крові в нормі 3,3-6,6 залежить від рівноваги між надходженням її в кров і споживанням тканинами. Оскільки виведення глюкози з організму з сечею в нормі дуже незначне, то підтримка сталості концентрації забезпечується процесами обміну в тканинах. Система регуляторних механізмів включає гормони інсулін, глюкагон, адреналін, глюкокортикоїди, а також взаємодії між тканинами (печінкою, м'язами,мозком тощо).

 


Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 307; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ