Глюконеогенез - синтез глюкозы и синтез гликогена из органических молекул

 

Ковалентная модификация

Активность пируватдегидрогеназы может регулироваться как путем фосфорилирования ATP-специфичной киназой, так и путем дефосфорилирования фосфатазой.

При увеличении соотношений 

• [ацетил-CoA]/[CoA]   
• [NADH]/[NAD] 
• [ATP]/[ADP]

 

 киназа становится более активной.

При голодании активность дегидрогеназы увеличивается в жировой ткани (но не в печени). Глюкагон ингибирует гликолиз и активирует глюконеогенез в печени путем увеличения концентрации cAMP , что в свою очередь вызывает повышение активности cAMP-зависимой протеинкиназы . Последняя фосфорилирует и инактивирует пируваткиназу .

 

Индукции или  репрессии синтеза ключевых ферментов

Наиболее полно изученные  изменения активности ферментов, которые, как считают, в табл. 22.1. Данные, представленные в этой таблице, относятся главным образом к ферментам печени. Рассматриваемые ферменты катализируют неравновесные реакции, которые с точки зрения физиологии являются односторонними.

Часто эффекты «в прямом направлении» оказываются более выраженными, поскольку одновременно противоположным образом меняется активность ферментов, катализирующих изменения в обратном направлении

Необходимо отметить, что все ключевые ферменты, участвующие в каком-либо пути метаболизма, активируются или ингибируются координированно.

Ферменты, участвующие в  использовании глюкозы, т.е. ферменты гликолиза и липогенеза, становятся более активными при избытке глюкозы; в этих условиях активность ферментов, катализирующих образование глюкозы по пути глюконеогенеза, уменьшается. Секреция инсулина, которая изменяется в зависимости от концентрации глюкозы в крови, регулирует активность ферментов, участвующих в гликолизе. Вместе с глюкокортикоидами инсулин контролирует также активность ферментов, катализирующих реакции глюконеогенеза. Изменения активности, которые обусловлены синтезомферментов, можно предотвратить с помощью веществ, блокирующих синтез белка, таких, как пуромицин и этионин.

Обе дегидрогеназы пентозофосфатного пути можно классифицировать как адаптивные ферменты, поскольку их активность увеличивается у животных в условиях хорошего питания, а также при введении инсулина животным, страдающим диабетом. При диабете и голодании эти ферменты малоактивны. «Яблочный» фермент и АТР-цитратлиаза ведут себя подобным образом; это позволяет заключить, что они участвуют в липогенезе, а не в глюконеогенезе.

 

Влияние алкоголя на глюконеогенез

Существует еще один аспект, о котором следует помнить, рассматривая глюконеогенез с точки зрения биологии человека и медицины. Потребление  больших количеств алкоголя резко  тормозит глюконеогенез в печени, вследствие чего понижается содержание глюкозы в крови.

Это действие алкоголя сказывается  особенно резко после тяжелой  физической нагрузки или на голодный желудок. Если человек выпьет спиртного  после длительной и тяжелой физической работы, уровень глюкозы в крови  может понизиться до 40 и даже до 30% от нормы. Гипогликемия неблагоприятно сказывается на функции мозга.

Она особенно опасна для  тех его областей, которые контролируют температуру тела, так что, например, под влиянием гипогликемии температура  тела может понизиться на 2°С и более (при измерении в прямой кишке). Если человеку в таком состоянии  дать выпить раствор глюкозы, то нормальная температура тела быстро восстановится.

Старый обычай, предписывавший давать спасенным на море или в  пустыне голодным или обессилевшим людям виски или бренди, физиологически неоправдан и даже опасен; в таких  случаях следует давать глюкозу.

 

Заключение

Мозг требует непрерывного обеспечения глюкозой. Это означает, что во избежание комы или смерти уровень глюкозы в крови должен поддерживаться в пределах нормы. Между  тем запасы гликогена в печени невелики и полностью исчерпываются  после суточного голодания.

Люди, однако, остаются живы и при более продолжительном  отсутствии пищи. В этом случае поступление  глюкозы обеспечивается печенью. Ни один другой орган (кроме почек, вклад  которых невелик) не способен выполнить  эту задачу. После суточного голодания  печень должна удовлетворить потребность  человека в глюкозе (около 100г в  день).

На удовлетворение основных энергетических потребностей организма  запаса жиров хватает на недели, но жирные кислоты не проникают через  гематоэнцефалический барьер и поэтому  не могут использоваться мозгом. Мобилизация  жиров приводит  к образованию  кетоновых тел, чье присутствие  в крови в какой-то мере уменьшает  потребность в глюкозе, однако необходимость  её синтеза  при этом не исчезает. Потребность мозга в глюкозе  при голодании остаётся прежней. К тому же мозг лишь один из основных её потребителей.

 

 

Литература

1. http://ru.wikipedia.org/wiki/Глюконеогенез

 

2. Кнорре Д.Г., Мызина С Д.

Биологическая химия: Учеб. для хим., биол. и мед. спец. вузов. — 3-е изд., испр. — М.: Высш. шк., 2000. — 479 с.: ил.  стр. 361-362

 

3. Авторы: Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В.

        Биохимия человека: В 2-х томах. Т. 1. Пер. с англ.: — М.:

Мир, 1993. - 384 с, ил. стр. 196-204

 

4. Леницджер А.

Л44 Основы биохимии: В 3-х т. Т. 2. Пер. с англ.-М.:

Мир. 1985.-368 с, ил. стр.602-612

 

5. Биохимия: Учеб. для вузов, Под ред. Е.С. Северина., 2003. 779 с. стр.343-355