МЕТАБОЛИЗМ

УГЛЕВОДОВ

Поли- и олигосахариды в желудочно-

кишечном тракте под действием

гликозидаз (гидролитические

ферменты: амилазы, мальтаза,

сахараза, лактаза и др.)

расщепляются до моносахаридов и

всасываются в кровь.

Основными путями внутриклеточного метаболизма углеводов являются

катаболические пути (распад):

гликолиз;

гликогенолиз;

пентозомонофосфатный путь;

анаболические пути (синтез):

глюконеогенез;

гликогеногенез.

ГЛЮКОЗА-6-ФОСФАТ – КЛЮЧЕВОЙ МЕТАБОЛИТ

УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА

Г

Л

Ю

К

О

З

А

ГЛИКОГЕН

ГЛЮКОЗО-

Пентозофосфатный

путь

ПЕНТОЗЫ

И ДРУГИЕ

6-ФОСФАТ

САХАРА

ПИРУВАТ

Цикл Кребса

ЛАКТАТ СО2 И Н2О

гликогеногенез

гликогенолиз

глюконеогенез

гликогеногенез

гликолиз

гликогенолиз

гексокиназа

глюкоза + АТФ глюкозо-6-Ф + АДФ

глюкозо-6-фосфат

O

CH2O

OH

HO

OH

OH

PO3H2

O

CH2O

OH

HO

OH

PO3H2

O

НАДФ+ НАДФН

.Н

+

O

CH2O

OH

HO

OH

OH

PO3H2

O

CH2O

OH

HO

OH

PO3H2

O

НАДФ+ НАДФН

.Н

+

Гликолиз – последовательность реакций

окисления глюкозы в результате которых:

в анаэробных условиях образуется

молочная кислота (лактат);

в аэробных – пировиноградная кислот

(пируват).

Локализация процесса – цитоплазма.

ЗНАЧЕНИЕ ГЛИКОЛИЗА

Промежуточные метаболиты

являются предшественниками для

синтеза аминокислот, азотистых

оснований, липидов и др.

Окисление глюкозы сопровождается

образованием АТФ путем субстратного

фосфорилирования.

В анаэробных условиях гликолиз – это

единственный процесс в клетках,

приводящий к образованию АТФ.

В аэробных условиях образующийся из

глюкозы в процессе гликолиза пируват

поступает в цикл Кребса, где

происходит его дальнейшее полное

окисление до СО2, Н2О и выделяется

большое количество энергии.

ГЛИКОЛИЗ – дихотомический путь катаболизма глюкозы

АНАЭРОБНЫЙ ГЛИКОЛИЗ (11 реакций)

С6Н12О6 + 2 АДФ + 2 Н3РО4

глюкоза

2 СН3СНОНСООН + 2АТФ + 2Н2О лактат

АЭРОБНЫЙ ГЛИКОЛИЗ (10 реакций)

С6Н12О6 + 2 АДФ + 2 Н3РО4 + 2НАД+ глюкоза

2 СН3СОСООН + 2АТФ + 2Н2О + 2НАДН.Н+ пируват

СТАДИИ ГЛИКОЛИЗА

Подготовительная стадия

(стадия активации глюкозы):

– 5 реакций;

– 1 молекула гексозы (глюкозы) расщепляется на 2

молекулы фосфотриоз (глицеральдегидфосфата).

Стадия генерации АТФ:

– 6 реакций – в анаэробных условиях, 5 реакций – в

аэробных условиях;

– энергия окислительных реакций

трансформируется в химическую энергию АТФ (в

реакциях субстратного фосфорилирования)

Необратимые реакции гликолиза:

Подготовительная стадия:

Образование глюкозо -6-фосфата. Фермент: гексокиназа.

Образование фруктозо-1,6-дифосфата. Фермент: фосфофруктокиназа (ключевая реакция, ключевой фермент).

Стадия генерации АТФ:

Образование пирувата из фосфоенолпирувата. Фермент: пируваткиназа.

Механизм регуляции активности ключевых ферментов гликолиза –

аллостерический.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ГЛИКОЛИЗА

В анаэробных условиях

Расход АТФ:

в подготовительной стадии гликолиза

затрачивается

2 молекулы АТФ на фосфорилирование глюкозы

и фруктозо-6 фосфата.

Образование АТФ:

4 молекулы АТФ образуется в реакциях

субстратного фосфорилирования в процессе

окисления двух молекул фосфотриоз

Суммарно + 2 молекулы АТФ.

В аэробных условиях

Расход АТФ:

в подготовительной стадии гликолиза

затрачивается

2 молекулы АТФ на фосфорилирование глюкозы и

фруктозо-6 фосфата.

Образование АТФ:

4 молекулы АТФ образуется в реакциях

субстратного фосфорилирования в процессе

окисления двух молекул фосфотриоз,

6 молекул АТФ образуется в ходе окислительного

фосфорилирования при передаче е- в дыхательную

цепь митохондрий от образовавшегося в 6-й

реакции (реакция гликолитической оксиредукции) 2

НАДН .

Суммарно + 8 молекул АТФ.

ГЛИКОГЕНОЛИЗ

Гликогенолиз – расщепление гликогена по

гликолитическому (дихотомическому) пути.

Внутриклеточное расщепление гликогена

происходит путем фосфоролиза, в результате

которого образуется глюкозо-1-фосфат.

ГЛИКОГЕНОЛИЗ

Гликогенолиз – расщепление гликогена по гликолитическому

(дихотомическому) пути окисления .

фосфорилаза

Гликоген + Н3РО4 глюкозо-1-фосфат

фосфоглюкомутаза

глюкозо-1-фосфат глюкозо-6-фосфат

ГЛИКОЛИЗ

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ГЛИКОГЕНОЛИЗА

Расход АТФ:

в подготовительной стадии гликогенолиза

затрачивается 1 молекула АТФ на

фосфорилирование фруктозо-6 фосфата.

Образование АТФ:

4 молекулы АТФ образуется в реакциях

субстратного фосфорилирования в процессе

окисления двух молекул фосфотриоз

Суммарно + 3 молекулы АТФ.

РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОГЕНОЛИЗА

Сложный многоступенчатый (каскадный)

процесс, контролируемый гормонами и

нейромедиаторами (с участием вторичных

посредников цАМФ, Са2+).

Ключевой фермент (регуляторный) –

гликогенфосфорилаза.

Активаторы гликогенолиза: адреналин,

глюкагон, норадреналин и др..

Ингибиторы гликогенолиза: инсулин,

простагландины гр.Е и др.

цАМФ

Адреналин аденилатциклаза

фосфорилирование

протеинкиназа

гликогенфосфорилаза

1 молекула адреналина → // →

активация105-107 молекул гликогенфосфорилазы

Пентозомонофосфатный путь окисления глюкозы

(альтернативный, апотомический)

Функции ПФП:

Образование восстановительных эквивалентов для анаболических процессов;

Образование структурных предшественников нуклеотидов, ароматических аминокислот и др.

Глюкоза

Глюкозо-6-фосфат

Фруктозо-6-фосфат

Глицеральдегид- 3-фосат

Гликолиз

2 НАДФ+ 2 НАДФН

Эритрозо-4-фосфат

Синтез ароматических аминокислот

(Фен, Трп)

Синтез жирных кислот

Восстановление глутатиона

СО2 Рибулозо-5-фосфат Рибозо-5-фосфат Синтез нуклеотидов (фосфорибозильный компонент)

ПЕНТОЗОМОНОФОСФАТНЫЙ ПУТЬ

ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ СТАДИЯ (3 реакции):

окисление глюкозо-6-фосфата до пятиуглеродных

сахарофосфатов.

НЕОКИСЛИТЕЛЬНАЯ СТАДИЯ (5 реакций):

взаимопревращения трех-, четырех-, пяти-, шести- и

семиуглеродных сахарофосфатов, в ходе которых

регенерируется глюкозо-6-фосфат.

3 Глюкозо-6-фосфат + 6 НАДФ

+

2 Фруктозо-6-фосфат +Глицеральдегид-3-фосфат +

+ 3СО2 + 6 НАДФН.Н

+

или

6 Глюкозо-6-фосфат + 12 НАДФ+

5 глюкозо-6-фосфат + 6 СО2 + 12 НАДФН.Н

+