Основной механизм накопления водорода в клетке

жиры

углеводы

аминокислоты

СН3-СО SКоА

Цикл трикарбо-новых кислот

n 2Н

Стадии, предшествующие образованию активных атомов водорода

nСО2

СООН
СН3СО S-КоА + С=О
СН2
СООН

СООН
СН2
НО-С-СООН
СН2

СООН
СН2
НО-С-СООН
СН2
СООН

СООН
СН2
Н-С-СООН
СН-ОН
СООН

СООН

СООН
СН2
СН2
С=О
СООН

СООН
СН2
СН2
С =О

СООН
СН2
СН2
СООН

СООН
СН
СН
СООН

СООН
СНОН

СООН
СНОН
СН2
СООН

СООН
С=О
СН2
СООН

дегидрогеназа НАД

СН3СО-SКоА

НАДН2

повторение реакций

Четвертая

Обмен углеводов

углеводы
моносахариды дисахариды полисахариды
альдозы кетозы гомополисахариды
гетерополисахариды
триозы пентозы

Н
С=О
Н-С-ОН
HO-С-Н
Н-С-ОН
H-C-OH
СН2ОН

СН2ОН
С=О
НО-С-Н

Н
С=О
Н-С-ОН
HO-С-Н
Н-С-ОН
H-C-OH
СН2ОН

СН2ОН

ОН

ОН

ОН

О

СН2ОН

О

он

он

сахароза

О

СН2ОН

сн2он сн2он

он он

он он

лактоза

ОН

О

β-галактоза α-

сн2он сн2он

он он

о о о

он он

Переваривание углеводов в кишечнике

Содержание углеводов в некоторых пищевых продуктах

Пищевой продукт % клетчатка %

хлеб

СН2ОН СН2ОН

ОН ОН ОН

ОН ОН

ОН ОН

О

СН2ОН

Расщепление лактозы β-галактозидазой

сн2он сн2он

он он

он он

сн2он сн2он

он он

о о о

он он

n

Глюкоза Na+

Nа+

К+

АТФ

АДФ

фруктоза Na+

фруктозо-6-ф глюкозо-6-ф

глюкоза

КРОВЬ

кишечник

Всасывание моносахаридов в кишечнике

Na,К-насос

глюкоза

+АТФ

Н3РО4

Содержание глюкозы в крови в норме:
4,4 + 1,1 ммоль/л

0 1 2 часы

8
6
4
2

Глюкоза крови (ммоль/л)

секреция инсулина

Физиологическая гипергликемия

прием пищи

Синтез гликогена в печени

глюкоза + АТФ глюкозо-6-фосфат + АДФ
глюкозо-6-фосфат + УТФ

Расщепление гликогена в печени

адреналин фосфорилаза
+ Н3РО4
(гликоген)n (гликоген)n-1

ГЛЮКОЗА
дихотомический путь пентозофосфатный уронатный
аэробный анаэробный (гликолиз)
СО2 + Н2О 2 молочные

Анаэробный путь окисления глюкозы (гликолиз)

АДФ

АДФ

Н Н
С=О С=О СН2ОН СН2О РО3Н2
Н-С-ОН Н-С-ОН

СН2О РО3Н2
С=О
НО-С-Н
Н-С-ОН
Н-С-ОН
СН2О РО3Н 2

Н
С=О
Н-С-ОН
СН2ОРО3Н2

Н
С=О + 2 НАД С О-РО3Н2
Н-С-ОН 2 Н-С-ОН
СН2ОРО3Н2

СООН
2 С = О
СН3

+ 2 АДФ

+ 2 АТФ

Второй

СООН
С = О
СН3

СООН
Н-С-ОН
СН3

Лактатдегидро-геназа НАДН2

НАД

Заключительная реакция

Глюкоза
Глюкозо-6-фосфат
Фруктозо-1,6-дифосфат
2 глицериновый альдегид
2 фосфоенолпируват 2 АТФ
2 пируват

Аэробный путь окисления глюкозы

Глюкоза
Глюкозо-6-фосфат
Фруктозо-1,6-дифосфат
глицериновый альдегид
фосфоенолпируват
пируват
Ацетил-КоА
Цикл

H3C

NH2

N CH2 N C CH3

H - C C-CH2-CH2O – Р

CH2
CH2 CH
S S

Строение липоевой кислоты

-(CH2)4- СООН

NH2

N CH2 N C CH3

C C-CH2-CH2O – Р – О

-(CH2)4-СООН

CH2
CH2 CH
S S

Образование восстановленной

- (CH2)4-СООН

CH2
CH2 CH
SН SН

+ ФАД

ФАДН2 + НАД ФАД + НАДН2

НАДН2 → митохондрии → 3 АТФ

Запасание

NH2

N CH2 N C CH3

C C-CH2-CH2O – Р – О

Энергетическая ценность аэробного пути окисления глюкозы

Глюкоза
Глюкозо-6-фосфат
Фруктозо-1,6-дифосфат
2 глицериновый альдегид → 2 НАДН2

Пентозофос-фатный путь окисления глюкозы

АДФ

Н Н
С=О С ОН
Н-С-ОН Н-С-ОН
НО-С-Н + АТФ НО-С-Н

СО2 НАДФН2

С ОО Н
Н-С-ОН
HO-С-Н

СН2-ОН
С =О
Н-С-ОН
H-C-ОН
СН2ОРО3Н2

СН2-ОН

СН2ОН
С=О
НО- С-Н
Н-С-ОН

СН2ОН
С=О
НО-С-Н
Н-С-ОН
Н-С-ОН
СН2ОРО3Н2

Н-С=О
Н-С-ОН

СН2ОН
С=О
НО-С-Н
Н-С-ОН

Значение пентозофосфатного пути окисления глюкозы

пентозофосфатный путь
пентозы -5-фосфат НАДФН2

нуклеотиды

Уронатный путь окисления глюкозы

1) глюкоза + АТФ = глюкозо-6-фосфат
2) глюкозо-6-фосфат = глюкозо-1-фосфат
3) глюкозо-1-фосфат +

О

СООН

ОН

ОН

ОН

УДФ

Образование УДФ-глюкуронида

О

О

СН2ОН

ОН

ОН

ОН

УДФ

О

НАД (Н2О) дегидрогеназа

НАДН2

УДФ-глюкоза УДФ-глюкуронид

Биологическая роль уронатного пути окисления глюкозы

Структурный компонент гетерополи-сахаридов (гиалуроновой кислоты, хондроитинсульфатов,

Спиртовое брожение

СН3
С = О
СООН

СН3
С

Превращение этанола в организме

СН3
СН2
ОН

СН3
С = О
Н

Синтез глюкозы из жиров и аминокислот (глюконеогенез)

Глюкоза
Фруктозо-6-фосфат
Фруктозо-1,6-дифосфат
фосфо- глицериновый альдегид
фосфоенолпируват
пируват

обходная реакция

Синтез глюкозы

СН3
С=О
СООН

НСО3- АТФ

СООН
С=О
СН2
СООН

СООН
С=О
СН2
СООН

АТФ

СООН
С-О РО3Н2
СН2

1)
2)

пируват

ЩУК

фосфоенолпируват

Синтез фосфоенолпирувата из пирувата

АДФ Н3РО4

АДФ

глюкоза

Регуляция обмена углеводов

-адреналин, -глюкагон, -тироксин, -глюкокорти- коиды

Углевод-ная пища

инсулин

Конц. глюкозы в крови

физическая нагрузка

Гормональная регуляция

адреналин
глюкагон
тироксин

глюкоза

гликоген

белки

глюкокортикоиды

липиды

глюкоза

глюкоза

инсулин

Регуляция концентрации глюкозы в крови

Снижение концентрации глюкозы в крови ниже допустимого уровня - 3 ммоль/л

гипоталамус

гипофиз

щитовидная железа

почка

АКТГ

тиреотропин

соматотропин

тироксин

глюкагон

глюкоза

глюкокортикоиды

Ответная реакция на гипогликемию

адреналин

гипогликемия в мышце

глюконеогенез

Нарушения углеводного обмена
Сахарный диабет;
Гипогликемия;
Активация гликолиза при гипоксии;
Гликогенозы.

Сахарный диабет

Клинические признаки сахарного диабета

Жажда
Полиурия
Быстрая утомляемость
4. Стремительное развитие атеросклероза
5. Ухудшение зрения
6. Постоянно

здоровый

больной

сахарная нагрузка

выброс инсулина

Уровень глюкозы крови

часы

0 1 2 3

Профиль сахарной кривой у

глу лей ала лей ала глн лей гли гли лей

Строение молекулы инсулина

Пептид В

Пептид А

глюкоза

инсулин

С-пептид

проинсу-лин

глюкоза

Na+

Активация инсулином глюкозного канала в клетке

канал для глюкозы

рецептор для инсулина

поджелудочная

глюкоза

С-пептид

проинсу-лин

Инсулин-зависимая форма сахарного диабета ( тип 1)

нарушение синтеза инсулина

инсулин

С-пептид

проинсу-лин

повреждение рецептора

Инсулин-независимая форма сахарного диабета ( тип 2)

глюкоза

Причины появления жажды и полиурии у больных сахарным диабетом

Высокое содержание глюкозы

Последствия снижения уровня глюкозы в клетке

Снижаются энергетические ресурсы (уменьшается синтез АТФ);
Компенсаторно

Методы лабораторной диагностики сахарного диабета

Методы лабораторной диагностики сахарного диабета

Определение концентрации глюкозы крови до еды (натощак);
Определение

Неферментативное гликирование белков глюкозой
подвержены в крови: гемоглобин, белки эритроцитарных мембран,

Неферментативное гликирование белков

Н
С=О
Н-С-ОН
НО-С-Н
Н-С-ОН
Н-С-ОН
СН2ОН

+ Н2N-белок

Н

Длительность гликирования некоторых белков крови

Гемоглобин эритроцитов – 100-120 дней
½ Т

Глюкоза
глюкозо-6-фосфат
фруктозо-1,6-дифосфат
глицериновый альдегид
фосфоенолпируват
пируват
Ацетил-КоА
Цикл

Причина повышения концентрации молочной кислоты при гипоксии

1 глюкоза 19 глюкоз

38 АТФ