Углеводы

Содержание

Слайд 2

Содержание: 1.Пути обмена Гл-6-ф 2. Пентозный цикл ( ПФП) 3. Глюконеогенез

Содержание:
1.Пути обмена Гл-6-ф
2. Пентозный цикл ( ПФП)
3. Глюконеогенез ( ГНГ

)
4.Биосинтез глюкозаминогликанов ( ГАГ )
5. Механизмы регуляции уровня глюкозы в крови
Слайд 3

Пути метаболизма глюкозы Гл + инсулин GLUT SGLT Гл 6Ф ПВК

Пути метаболизма глюкозы

Гл + инсулин

GLUT
SGLT

Гл 6Ф

ПВК

лактат

ГНГ

Гликоген

ПФП

ГАГ

Ацетил-SКоА

ЦТК

БО

СО2

Н2О

АТФ

Слайд 4

Обзор ПФП Окислительные реакции продуцируют NADPH и пентозо-фосфаты. Неокислительные реакции продуцируют только пентозо-фосфаты.

Обзор ПФП

Окислительные реакции продуцируют NADPH и пентозо-фосфаты.
Неокислительные реакции продуцируют только пентозо-фосфаты.


Слайд 5

Окислительная стадия

Окислительная стадия

Слайд 6

Слайд 7

Слайд 8

Пентозный цикл ( окислительная часть)

Пентозный цикл ( окислительная часть)

Слайд 9

Вторая реакция гидролиз 6-фглюконолактона глюконолактонгидролазой. глюконолактоназа 6-фосфоглюконолактон ? 6-фосфоглюконат + Н2О

Вторая реакция
гидролиз 6-фглюконолактона глюконолактонгидролазой.
глюконолактоназа
6-фосфоглюконолактон ? 6-фосфоглюконат

+ Н2О

Слайд 10

СООН │ Н–С–ОН СН2ОН │ СО2 │ Н–С–ОН С=О │ │


СООН

Н–С–ОН СН2ОН
│ СО2 │
Н–С–ОН С=О

│ │
Н–С–ОН 6-фосфоглюконатдегидрогеназа Н–С–ОН
│ (декарбоксилирующая) │
Н–С–ОН Н–С–ОН
│ │
СН2ОРО3Н2 СН2ОРО3Н2
6-фосфоглюконат Рибулозо-5-фосфат
Слайд 11

Неокислительная часть. В отличие от первой, окислительной, все реакции этой части

Неокислительная часть.
В отличие от первой, окислительной, все реакции этой

части ПФП обратимы.
Рибулозо-5-ф может изомеризоваться (фермент – кетоизомераза) в рибозу-5-ф и эпимеризоваться (фермент –эпимераза) в ксилулозо-5-ф.
Далее следуют 2 реакции: транскетолазная и трансальдолазная.
Слайд 12

В неокислительной части рибулозо-5ф превращается в различные моносахариды с С3, 4,


В неокислительной части рибулозо-5ф превращается в различные моносахариды с

С3, 4, 5, 6, 7 и 8-ю;
конечными продуктами являются фр-6-ф и 3-ФГА.
Слайд 13

Транскетолаза (кофермент – ТПФ) отщепляет 2С-фрагмент и переносит его на другие

Транскетолаза (кофермент – ТПФ) отщепляет 2С-фрагмент и переносит его на другие

сахара (см. схему). В реакции переносится 2С-фрагмент от ксилулозо-5-ф на рибозо-5-ф.
Трансальдолаза способна переносить 3С-фрагменты.
Слайд 14

ТРАНСКЕТОЛАЗА (КОФЕРМЕНТ – ТПФ) - ОТЩЕПЛЯЕТ 2С-ФРАГМЕНТ И ПЕРЕНОСИТ ЕГО НА

ТРАНСКЕТОЛАЗА (КОФЕРМЕНТ – ТПФ) - ОТЩЕПЛЯЕТ 2С-ФРАГМЕНТ И ПЕРЕНОСИТ ЕГО НА

ДРУГИЕ САХАРА - В ДАННОЙ РЕАКЦИИ ПЕРЕНОСИТСЯ 2С-ФРАГМЕНТ ОТ КСИЛУЛОЗО-5-Ф НА РИБОЗО-5-Ф.
Рибозо-5-ф Ксилулозо-5-ф
Транскетолаза (ТПФ)
Седогептулозо-7-ф 3-ФГА
Слайд 15

Затем два образовавшиеся соединения реагируют друг с другом в трансальдолазной реакции;

Затем два образовавшиеся соединения реагируют друг с другом в трансальдолазной реакции;

при этом в результате переноса 3С-фрагмента от седогептулозо-7-фосфата на 3-ФГА (3-фосфоглицериновый альдегид) образуются эритрозо-4-фосфат и фруктозо-6-фосфат.
Слайд 16

Однако реакция может идти и по другому пути. В этом случае в трансальдолазной реакции образуется октулозо-1,8-дифосфат.

Однако реакция может идти и по другому пути. В этом случае

в трансальдолазной реакции образуется октулозо-1,8-дифосфат.
Слайд 17

Слайд 18

Обзор ПФП Рибозо-5Ф предшественник б/с нуклеотидов Превращение Кси-5Ф рибозо-5Ф во Ф-6Ф

Обзор ПФП

Рибозо-5Ф предшественник б/с нуклеотидов
Превращение Кси-5Ф рибозо-5Ф во Ф-6Ф и 3ФГА

зависит от потребности клетки в нуклеотидах
ПФП активен в быстроделящихся клетках (Эмбр, регенерирующие, опухолевые)
Слайд 19

Итоговое уравнение ПФП 6 Г-6Ф + 12NADP+ 5 Г-6Ф + 12NADPH + 6 CO2

Итоговое уравнение ПФП
6 Г-6Ф + 12NADP+ 5 Г-6Ф + 12NADPH +

6 CO2
Слайд 20

Биологическая роль ПЦ ПЦ протекает в цитоплазме и NADРH2 не может

Биологическая роль ПЦ
ПЦ протекает в цитоплазме и NADРH2 не может

проникать и окисляться в Мх, поэтому он не имеет энергетического значения и выполняет только пластическую роль.
В процессе ПЦ образуется 50% всего NADРH2, который обслуживает все биосинтетические процессы:
Слайд 21

NADPH+H+ Микросомальное окисление Б/с ЖК Б/с ХС и стероидов (гормоны, вит

NADPH+H+
Микросомальное окисление
Б/с ЖК
Б/с ХС и стероидов (гормоны, вит D)
Б/с аминокислот, гормонов,

биогенных аминов
реакции фагоцитоза
АОЗ → регенерация GSH
Восстановление metHb (Fe3+→ Fe2+)
Слайд 22

Пентозы (рибоза, дезоксирибоза, ксилоза и др.) ПЦ поставляет пентозы для синтеза:

Пентозы (рибоза, дезоксирибоза, ксилоза и др.)
ПЦ поставляет пентозы для синтеза:
Моно-

(FMN, АМФ, АДФ, АТФ и аналогов)
Ди (NAD, NADP, FAD) и
полинуклеотидов (ДНК и РНК)
синтез ГАГ ( гликозаминогликанов).
СО2 используется в реакциях
биосинтеза ЖК, ГНГ и др.
создания щелочного резерва крови и регуляции КОС:
Н2О +СО2 Н2СО3 Н+ + НСО3-
Н+ регулирует содержание Na+, K+, Ca++.
НСО3- регулирует содержание Cl-
ПЦ принимает участие в электрогенезе в нейронах (гиперполяризация -торможение).
Слайд 23

Регуляция ПЦ Г6ф- ДГ имеет высокую Км для Г6-ф, поэтому активность

Регуляция ПЦ
Г6ф- ДГ имеет высокую Км для Г6-ф, поэтому активность ПЦ

зависит от [Г6-ф]. Чем она ↑, тем активнее ПЦ.
При [АТФ] блок гликолиза Г6-ф
активация ПЦ
Активирует [АТФ], инсулин
Слайд 24

Биосинтез ГАГ Синтез ГАГ протекает во всех тканях, в том числе

Биосинтез ГАГ
Синтез ГАГ протекает во всех тканях, в том числе и

в хрящевой.
ГАГ состоят из 2 углеводных остатков (димеров):
- Уроновая (идуроновая) кислота,
- N-ацетилглюкозамин (N-ацетилгалактозамин)
Слайд 25

Г6-ф Фруктозо-6-ф Гл-1-ф УДФ-галактоза УДФ-глюкоза Фруктозамин 6-ф ГЛН ГЛУ Фруктозамин-1-ф N-Ац

Г6-ф

Фруктозо-6-ф

Гл-1-ф

УДФ-галактоза

УДФ-глюкоза

Фруктозамин 6-ф

ГЛН

ГЛУ

Фруктозамин-1-ф

N-Ац фруктозамин-1-ф

УДФ-N-Ац галактозамин
УДФ-N- глюкозамин

УДФ-идуроновая

УДФ-глюкуроновая

УДФ-ксилоза

ПУЛ ( pool)
ФАФС-фосфоаденозинфосфосульфат

2NAD+

2NADH

Глюкозамин

6-ф

N-Ац маннозамин

CMP N-Ац нейраминовая кислота

Слайд 26

Глюконеогенез – ГНГ образование глюкозы из неуглеводных компонентов (глицерина, АК, лактата,

Глюконеогенез – ГНГ образование глюкозы из неуглеводных компонентов (глицерина, АК, лактата, ПВКа

и др. кислот)

ГНГ снабжает глюкозой прежде всего, мозг и эритроциты.
ГНГ протекает в высокоэнергизированных тканях, с большой Мх активностью
ГНГ это синтетический процесс, требующий большое количество энергии: для синтеза 1 молекулы глюкозы нужно 6 молекул АТФ
ГНГ протекает в цитоплазме

Слайд 27

Слайд 28

ГНГ – альтернатива гликолизу общие обратимые реакции гликолиза (в обратном направлении)

ГНГ – альтернатива гликолизу
общие обратимые реакции гликолиза (в обратном направлении)

и ГНГ:
гексокиназа ФФК
Гликолиз: Гл Гл-6ф фр-6ф ф-1,6
4 Г6ф-аза 3 Ф1.6ф-аза
NAD+ ПВК киназа
3ФГА 3ФГК ФЕП ПВК лактат

ОА

NADH

АДФ

АТФ

1 ПВК карбоксилаза

ФЕПКК 2

NADH

NAD+

Слайд 29

ПВКкарбоксилаза ФЕП-КК ГНГ: ПВК ЩУК ФЕП ДАФ 2ФГК 3ФГК 1,3 ДФГК

ПВКкарбоксилаза ФЕП-КК
ГНГ: ПВК ЩУК ФЕП
ДАФ
2ФГК 3ФГК 1,3 ДФГК

3ФГА
Ф1,6-аза Г6Ф-аза
ф1,6 диф фр-6ф Гл-6ф Гл
Слайд 30

Все реакции гликолиза, кроме гексокиназной, фосфофруктокиназной и пируваткиназной обратимы, поэтому в

Все реакции гликолиза, кроме гексокиназной, фосфофруктокиназной и пируваткиназной обратимы, поэтому в

ГНГ они идут в обратном направлении, с теми же ферментами, что и в гликолизе.
Эти три киназные необратимые реакции гликолиза, в ГНГ они «обращаются» другими ферментами, отличными от тех, которые катализируют их в гликолизе. Это специфические реакции
Слайд 31

2 -я реакция ПВК---? ЩУК локализуется в митохондриях. Пируваткарбоксилаза- аллостерический, митохондриальный фермент,активируется ацетил-КоА

2 -я реакция ПВК---? ЩУК локализуется в митохондриях. Пируваткарбоксилаза- аллостерический, митохондриальный

фермент,активируется ацетил-КоА
Слайд 32

Мембрана митохондрий непроницаема для образовавшейся ЩУК, поэтому она восстанавливается в малат,

Мембрана митохондрий непроницаема для образовавшейся ЩУК, поэтому она восстанавливается в малат,

для которого мембрана проницаема. Это связано с тем, что в митохондрии отношение NADH2/NAD относительно велико, поэтому ЩУК легко переходит в малат.
В цитоплазме отношение NADH2/NAD ↓, поэтому малат легко окисляется снова в ЩУК.
Слайд 33

Регуляция ГНГ и гликолиза осуществляется теми же факторами, но с обратным


Регуляция ГНГ
и гликолиза осуществляется теми же факторами,

но с обратным знаком.
факторы, активирующие гликолиз (АМФ, АДФ, глюкоза), ингибируют ГНГ и наоборот
Факторы ингибирующие гликолиз (АТФ, ЖК, цитрат) активируют ГНГ.
Слайд 34

ГНГ ингибируется АДФ, АМФ, Са++. NAD+, Рн, активируется АТФ, цитратом, ЖК,


ГНГ
ингибируется АДФ, АМФ, Са++. NAD+, Рн,
активируется АТФ, цитратом,

ЖК, ацетил-КоА, глицерином, О2, NADH и контринсулярными гормонами (ГК, Т3, Т4 и др.)
Главная роль ГНГ- поддержание уровня глюкозы в крови при:
длительных промежутках между приемами пищи
экстремальных ситуациях
сахарном диабете и др.
Слайд 35

Межорганные метаболические циклы При интенсивной физической работе в мышцах в результате

Межорганные метаболические циклы
При интенсивной физической работе в мышцах в результате

гликолиза образуется много ПВК, которая:
превращается в лактат, поступающий с кровотоком в печень, где в реакциях ГНГ регенерирует в глюкозу (цикл Кори)
превращается в аланин, поступающий с кровотоком в печень, где в реакциях ГНГ регенерирует в глюкозу (цикл Фелига)
Слайд 36

Слайд 37

Регуляция уровня глюкозы в крови Нормальный уровень глюкозы в крови (нормогликемия)

Регуляция уровня глюкозы в крови

Нормальный уровень глюкозы в крови (нормогликемия) составляет

3.5-6.1 ммоль/л.
Гипогликемия - снижение уровня Гл в крови. Различают физиологическую и патологическую гипогликемию.
Гипергликемия - увеличение уровня Гл в крови
Слайд 38

Причины физиологической гипогликемии: Физическая и др. нагрузка (увеличение расхода Гл) Беременность

Причины физиологической гипогликемии:
Физическая и др. нагрузка (увеличение расхода Гл)
Беременность и лактация
Умеренное

голодание
Сочетание этих причин
Слайд 39

Причины патологической гипогликемии: Нарушение депонирования Гл в печени Нарушение мобилизации гликогена(

Причины патологической гипогликемии:
Нарушение депонирования Гл в печени
Нарушение мобилизации гликогена( при циррозе)
Нарушение

всасывания углеводов в ЖКТ
Гиперинсулинизм
Дефицит контринсулярных гормонов- КС, глюкагона, Т3 и Т4 и др.
Алкогольная интоксикация (этанол блокирует ГНГ)
Слайд 40

возникает по двум причинам: опухоли ß-клеток островков Лангерганса передозировки инсулина больным диабетом Гиперинсулинизм

возникает по двум причинам:
опухоли ß-клеток островков Лангерганса
передозировки инсулина больным диабетом

Гиперинсулинизм

Слайд 41

Причины гипергликемии: Переедание углеводов Эмоциональная (нервно-псих. напряжение, стресс (↑↑) уровень адреналина)

Причины гипергликемии:
Переедание углеводов
Эмоциональная (нервно-псих. напряжение, стресс (↑↑) уровень адреналина)
Избыток контринсулярных

гормонов, которые препятствуют утилизации Гл мышечной тканью и одновременно стимулируют ГНГ ( гипертиреоз)
Гипоинсулинизм:
абсолютный, связанный с патологией pancreas
относительный (когда ИНС есть в крови, но его уровень, не соответствует уровню сахара).
Слайд 42

5. Стрессовые воздействия 6. Беременность 7. Травмы мозга и др.

5. Стрессовые воздействия
6. Беременность
7. Травмы мозга и др.

Слайд 43

Регуляция уровня глюкозы в крови Уровень ГЛ в крови является одним

Регуляция уровня глюкозы в крови

Уровень ГЛ в крови является одним из

гомеостатических параметров.
Регуляция ГЛ в крови –сложный комплекс механизмов, обеспечивающих постоянство энергетического гомеостаза для жизненно важных органов: мозга, сетчатки, мозгового слоя почек и эритроцитов.
Слайд 44

Существуют 2 механизма регуляции: 1.Срочный (через СНС) 2.Постоянный (гормональным путем) Срочный

Существуют 2 механизма регуляции:
1.Срочный (через СНС)
2.Постоянный (гормональным путем)
Срочный механизм


срабатывает при действии на организм любых экстремальных факторов (например при стрессе, травме и др.,
реализуется на начальных стадиях заболеваний
Слайд 45

* Koval A. (C), 2007 Срочный механизм ЦНС Мозг слой надпочечн

*

Koval A. (C), 2007

Срочный механизм

ЦНС

Мозг слой
надпочечн

Адреналин

Стресс

Инсулин

глюкоза↑

глюкоза↓

глюкагон

мышца

гликоген

Слайд 46

гипаламус гипофиз СТГ ТТГ АКТГ липолиз Т3,Т4 протеолиз Кортизол

гипаламус

гипофиз

СТГ

ТТГ


АКТГ

липолиз

Т3,Т4

протеолиз

Кортизол

Слайд 47

* Koval A. (C), 2007 Постоянный механизм ЦНС Мышца эндокринные железы

*

Koval A. (C), 2007

Постоянный механизм

ЦНС

Мышца

эндокринные железы

ТТГ, T3, T4, СТГ, АКТГ, Кортизол

Адреналин

Стресс

Глюкоза↑

Жир

Глицеролl

ЖК


Инсулин

ГНГ

Белки

АК

Слайд 48

Он осуществляется по классической схеме:- жертва-хищник. -через зрительный анализатор воспринимается информация

Он осуществляется по классической схеме:- жертва-хищник.
-через зрительный анализатор воспринимается

информация об опасности. Возбуждение из одного очага в коре распространяется по всем зонам коры. Далее возбуждение передается на гипоталамус, где находится центр симптической НС. По спиному мозгу импульсы поступают в синаптический ствол, и далее по постганглионарным волокнам к коре надпочечников. При этом происходит выброс адреналина, который запускает аденилитциклазный механизм мобилизации гликогена.
Слайд 49

Мобилизция может осуществляться через инозитол-3-фосфатный механизм ( посредством ионов Са++). Срочный

Мобилизция может осуществляться через инозитол-3-фосфатный механизм
( посредством ионов Са++).

Срочный механизм поддерживает стабильную гликемию на протяжении 24 часов.В дальнейшем запас гликогена истощается, и уже спустя 16-18 часов, подключается постоянный механизм, в основе которого лежит ГНГ.
Слайд 50

После истощения гликогена, возбужденная кора продолжает посылать импульсы в гипоталамус. Гипоталамус

После истощения гликогена, возбужденная кора продолжает посылать импульсы в гипоталамус.


Гипоталамус –это гибрид нерной и эндокринной систем, который преобразут, полученный им сигнал, в секрецию либеринов. Последние с током крови заносятся в преднюю долю гипофиза, которая в свою очередь синтезирует в кровоток- СТГ, АКТГ, ТТГ.
Слайд 51

Эти гормоны в свою очередь стимулируют выброс Т3, Т4, кортизола и

Эти гормоны в свою очередь стимулируют выброс Т3, Т4, кортизола

и кортизона.
Эти же гормоны, в частности Т3, Т4, активируют липолиз( распад жиров до глицерина и жирных кислот-ЖК).
Тиреотропный гормон и кортизол активируют протеолиз, в результате чего образуются свободные аминокислоты, которые как и продукты липолиза используются в ГНГ и ЦТК.
Слайд 52

Причем для протеолиза расходуются прежде всего дефектные белки, что имеет исключительное

Причем для протеолиза расходуются прежде всего дефектные белки, что имеет

исключительное значение-гормоны блокируют воспалительные процессы.
В ответ на повышение уровня Гл в крови, происходит выброс ИНС.Однако, вследствие того, что ЖК и выделяемыегормоны выключают гликолиз в мышечной ткани, потребление ГЛ мышцами не происходит. Вся Гл сохраняется для мозга и эритроцитов.
Слайд 53

В условиях длительного воздействия отрицательных факторов на организм( постоянный стресс) может

В условиях длительного воздействия отрицательных факторов на организм( постоянный стресс)

может возникнуть дефицит ИНС, что и является одной из причин сахарного диабета-СД.