Razgradnja glukoze

• Preprečevanje

Razgradnja glukoze je možna na dva načina. Ena od njih je razgradnja molekule glukoze s šestimi ogljiki v dve molekuli s tremi ogljiki. Ta pot se imenuje dihotomna razgradnja glukoze. Ko je druga pot realizirana, molekula glukoze izgubi en atom ogljika, kar vodi do tvorbe pentoze; Ta pot se imenuje apotomični razpad.

Dihotomska razgradnja glukoze se lahko pojavi tako v anaerobnih (brez prisotnosti kisika) kot v aerobnih pogojih (v prisotnosti kisika). Ko se glukoza razgradi v anaerobnih pogojih, nastane mlečna kislina zaradi fermentacije mlečne kisline. V nasprotnem primeru se ta proces imenuje glikoliza (od grščine. Glicos - sladka, liza - raztapljanje).

Ločene reakcije glikolize katalizirajo 11 encimov, ki tvorijo verigo, v kateri je reakcijski produkt, pospešen s predhodnim encimom, substrat za naslednji. Glikolizo lahko razdelimo v dve fazi. V prvi fazi nastane poraba energije, druga faza pa je nasprotno značilna akumulacija energije v obliki molekul ATP (shema 1).

Prva reakcija glikolize je fosforilacija glukoze z nastajanjem glukoze-6-fosfata. Glukoza-6-fosfat se nadalje izomerizira v fruktozo-6-fosfat, ki je fosforiliran v fruktozo-1,6-difosfat. Naslednja reakcija je lijazna cepitev fruktoze-1,6-difosfata v dve triosi-3-fosfogliceraldehid in fosfodioksiaceton. Oblikovanje teh triz konča prvo stopnjo glikolize:

V drugi fazi glikolize vstopita 2 molekuli 2-fosfogliceraldehida, od katerih se ena tvori neposredno med razgradnjo fruktoze-1,6-difosfata, druga pa med izomerizacijo fosfodioksiacetona.

Druga stopnja glikolize se odpre z oksidacijsko reakcijo 3-fosfogliceraldehida, kataliziranega s specifično dehidrogenazo, ki v aktivnem središču vsebuje skupino prostih sulfhidril (HS) in koencim NAD. Tako nastane 1,3-difosfoglicerinska kislina. Sledi prenos fosfatne skupine na molekulo ADP; Tako se energija shrani v makroergične vezi molekule ATP. Ker se v glikolizi tvorijo 2 molekuli 1,3-difosfoglicerinske kisline, se pojavita 2 molekuli ATP. Izomerizacija predhodnega metabolita v 2-fosfoglicerinsko kislino je potrebna za dehidracijsko reakcijo, pospešeno z ustrezno lizo, da se tvori makroergična spojina, fosfoenolpiruvačna kislina, ki nato prenese fosfatno skupino na molekulo ADP. Tako nastanejo 2 ATP in PVA molekule. Končna reakcija te presnovne poti je mlečna kislina, ki nastane, ko se piruvična kislina zmanjša:

Shema 1. Glikoliza

Večina mlečne kisline, ki nastane v mišicah, se izpere v krvni obtok. Sistem bikarbonatnega pufra preprečuje spreminjanje pH krvi: športniki imajo večjo zmogljivost kot neobučeni ljudje, tako da lahko prenašajo višje ravni mlečne kisline. Nato se mlečna kislina prenaša v jetra in ledvice, kjer se skoraj v celoti pretvori v glukozo in glikogen. Majhen del mlečne kisline se spet pretvori v piruvično kislino, ki se v aerobnih pogojih oksidira v končne produkte presnove.

Aerobna presnova PVK V aerobnih pogojih se oksidira piruvična kislina; Ta proces se imenuje oksidativna dekarboksilacija piruvične kisline. Ta proces je kataliziran z multienzimskim kompleksom, imenovanim kompleks piruvat dehidrogenaze. Strukturo tega kompleksa sestavljajo trije encimi in pet koencimov.

Prva stopnja aerobne konverzije PVC je njena dekarboksilacija, ki jo katalizira piruvat dekarboksilaza (E₁), koencim, ki je tiamin pirofosfat. Kot posledica se tvori oksietilni radikal, ki je kovalentno vezan na koencim.

Encim, ki pospešuje drugo stopnjo oksidativne dekarboksilacije PVC, lipoat acetiltransferaza vsebuje dva koencima: lipoično kislino in koencim A (KoASH). Hidroksietil radikal se oksidira v acetil, ki ga najprej sprejme lipoična kislina in nato prenese na KoASH. Rezultat druge faze je tvorba acetil CoA in dehidrolipoične kisline:

Končno stopnjo oksidativne dekarboksilacije PVC katalizira dihidrolipoil dehidrogenaza, katere FAD je koencim. Koencim cepi dva atoma vodika iz dihidrolipoične kisline in s tem ponovno ustvari prvotno strukturo tega koencima:

Končni akceptor vodikovih atomov je OVER:

FAD · 2H + NAD + → FAD + NADH + H +

Povzetek sheme postopka je lahko predstavljen kot:

Acetil-CoA je spojina z visoko energijsko vezjo, sicer jo lahko imenujemo aktivna oblika ocetne kisline. Sproščanje koencima A iz acetilnega radikala se pojavi, ko je vključen v amfibolični cikel, ki se imenuje cikel di- in trikarboksilne kisline.

Cikel di- in trikarboksilnih kislin Ta amfibolični ciklus se imenuje Krebsov cikel v čast G. Krebsa (Nobelov nagrajenec 1953), ki je določil zaporedje reakcij v tem ciklu.

Zaradi delovanja Krebsovega cikla se pojavi popolna aerobna razgradnja acetilnega radikala na ogljikov dioksid in vodo (shema 2). Krebsov cikel lahko razumemo kot pot za presnovo ogljikovih hidratov, vendar je njena vloga v metabolizmu veliko širša. Prvič, deluje kot osrednja presnovna pot ogljika, ki je del vseh glavnih razredov bioloških molekul, in drugič, skupaj s procesom oksidativne fosforilacije, zagotavlja glavni vir presnovne energije v obliki ATP.

Encimi cikla di- in trikarboksilne kisline, ki pospešujejo en sam večstopenjski proces, so lokalizirani v notranji mitohondrijski membrani.

Shema 2. Krebsov cikel

Razmislite o specifični reakciji Krebsovega cikla.

Preoblikovanje acetil CoA se začne z njegovo kondenzacijsko reakcijo z oksaloocetno kislino, zaradi katere nastane citronska kislina. Ta reakcija ne zahteva porabe ATP, ker je energija, potrebna za ta proces, zagotovljena s hidrolizo tioetrske vezi z acetil-CoA, ki je, kot smo že omenili, makroergični:

Nadalje pride do izomerizacije citronske kisline do izolimonske. Encim te transformacije, akonitaza, najprej dehidrira citronsko kislino, da nastane cis-akonitna kislina, nato doda vodo dvojni vezavi nastalega presnovka, ki tvori izokarmonsko kislino:

Izolimonska kislina je podvržena oksidaciji s sodelovanjem specifične dehidrogenaze, katere koencim je NAD. Hkrati z oksidacijo se izolimonska kislina dekarboksilira. Kot rezultat teh transformacij nastane α-ketoglutarska kislina.

Naslednji korak je oksidativna dekarboksilacija α-ketoglutarne kisline. Ta proces katalizira kompleks α-ketoglutarat dehidrogenaze, ki je po strukturi in mehanizmu podoben kompleksu piruvat dehidrogenaze. Kot rezultat tega postopka nastane sukcinil-CoA:

Sukcinil-CoA se nadalje hidrolizira do proste jantarne kisline in energija, ki se sprosti med tem postopkom, se ohrani z tvorbo gvanozin trifosfata (GTP). Ta faza je edina v celotnem ciklu, v kateri se energija metabolizma sprosti neposredno:

Dehidracija jantarne kisline pospešuje sukcinat dehidrogenazo, katere koencim je FAD. Fumarno kislino, ki nastane z dehidrogenacijo jantarne kisline, hidrira z nastajanjem jabolčne kisline; končni proces Krebsovega cikla je dehidrogenacija jabolčne kisline, katalizirana z malat dehidrogenazo; Rezultat te faze je metabolit, s katerim se je začel cikel di- in trikarboksilnih kislin - oksaloocetna kislina:

Apotomsko razgradnjo glukoze imenujemo tudi cikel pentoznega fosfata. Kot rezultat prehoda te poti iz 6 molekul same glukoze-6-fosfata. Apotomično razgradnjo lahko razdelimo v dve fazi: oksidativno in anaerobno. Upoštevajte posamezne reakcije te presnovne poti.

Oksidacijska faza apotomične razgradnje glukoze. Kot pri glikolizi je prva faza fosforilacija glukoze z nastajanjem glukoze-6-fosfata. Nato glukoza-6-fosfat dehidriramo s sodelovanjem glukoza-6-fosfat dehidrogenaze, katere koencim je NADPH. Nastali 6-fosfoglukonolakton spontano ali s sodelovanjem laktonaze ​​hidrolizira, da nastane 6-fosfoglukonska kislina. Končni proces oksidativne veje cikla pentoznega fosfata je oksidacija 6-fosfoglukonske kisline z ustrezno dehidrogenazo. Hkrati z dehidrogenacijskim procesom pride do dekarboksilacije 6-fosfoglukonske kisline. Z izgubo enega ogljikovega atoma se glukoza spremeni v pentozo:

Anaerobna faza anatomske razgradnje glukoze. Ribuloso-5-fosfat, ki nastane v oksidacijski fazi, se lahko reverzibilno izomerizira v druge pentozne fosfate: ksilulozo-5-fosfat in riboz-5-fosfat. Te reakcije katalizirajo dva različna encima, ki spadata v razred izomeraze: pentozna fosfatna izomeraza in pentozna fosfatna epimeraza. Nastanek dveh drugih pentoznih fosfatov iz ribuloze-5-fosfata je potreben za nadaljnje reakcije cikla pentoza-fosfata in potrebne so dve molekuli ksiluloze-5-fosfata in ena riboza-5-fosfatna molekula.

Dalje, obstajajo reakcije, ki vključujejo encime transferaze, ki prenašajo molekularne ostanke - transaldolazo in transketolazo. Navedemo, kateri molekularni ostanki nosijo te encime.

Transketolaza prenaša fragment z dvema ogljikoma iz 2-ketosukare na prvi ogljikov atom aldoze. Transaldolaza prenaša trokarbonski fragment iz 2-ketosukare v prvi atom ogljika. Ksiluloze-5-fosfat in metaboliti, pridobljeni z njo, se uporabljajo kot 2-ketosukarji.

Razmislite o nekaterih reakcijah, ki jih katalizira transketolaza in transaldolaza.

Fruktoza-6-fosfat in 3-fosfogliceraldehid sta vključena v glikolizo. Oba metabolizma ogljikovih hidratov sta tesno povezana (shema 3).

Shema 3. Razmerje glikolize in cikla pentoznega fosfata

Razgradnja glukoze vzdolž apotomske poti je v veliki meri opažena v maščobnem tkivu, jetrih, tkivu dojke, nadledvičnih žlez, spolnih žlez, kostnem mozgu, limfoidnem tkivu. Nizka aktivnost je opažena v mišičnem tkivu (srce in skeletne mišice).

Biološki namen cikla pentoznega fosfata je povezan z nastajanjem reducirane oblike NADP in riboz-5-fosfata, ki se uporabljata v procesih biosinteze različnih bioloških molekul. Poleg tega ima apotomična razgradnja glukoze energetsko funkcijo, saj so nekateri njeni proizvodi, predvsem 3-fosfoglicerin aldehid, povezani z glikolizo.

6 razlogov, da ne jedo sladkorja in kaj se razgrajuje v telesu

Veseli me, da vas pozdravim, zveste naročnice! Predlagam vam, da se pogovorite o eni kompleksni, a zelo pomembni temi: kaj razgrajuje sladkor v telesu? Bodimo iskreni: vsi radi jedo sladko. Toda malo ljudi si predstavlja nevarnost sladkorja in kako lahko njegova poraba konča za organizem.

Sladkor je bel strup. Je to res?

Najprej, sladkor je ena izmed najbolje prodajanih živil na svetu. Težko se ne strinjam s tem. Priznaj, ker ima v kuhinji vsakega od vas sladkor?

To je potrebno za pripravo peciva, sladic, marmelade, marinade. Ne zavračamo žlice sladkorja, dodanega čaju ali kavi. Reči, da je ta izdelek popolnoma škodljiv za zdravje, je nemogoče. Ta izdelek je potreben, da telo:

• izboljšanje možganske aktivnosti;
• preprečevanje krvnih strdkov v krvnih žilah;
• spodbujanje delovanja jeter in vranice;
• normalizacija krvnega obtoka v možganih in hrbtenjači;
• povečan apetit in razpoloženje.

Človek brez sladkorja ne more biti zdrav, zagotovo. Zaradi pomanjkanja sladkarij, spomina se bo pozornost poslabšala, oseba ne bo mogla hitro razmišljati, usmeriti pozornost na nekaj.

Ni zaman, da bi učencem in študentom zjutraj, pred študijem ali pregledom, priporočili, da popijejo skodelico sladkega čaja ali pojejo čokolado. Naša kri potrebuje predvsem sladkor.

Ampak, poleg koristnih lastnosti, lahko sladkor prinese in škoduje telesu:

• pridobivanje telesne teže;
• zvišane ravni glukoze v krvi;
• obremenitev trebušne slinavke;
• težave s srcem;
• kožne bolezni;
• zobne gnilobe.

Seveda ne govorimo o čistem sladkorju, ampak o izdelkih s svojo vsebino. Čez dan lahko jedemo neškodljiv jogurt, ovsene piškote ali jabolko.

Ali ste vedeli, da je po podatkih Svetovne zdravstvene organizacije dnevni delež sladkorja za ženske 25 gramov, za moške pa 37?

Na primer, jabolko že vsebuje 10 gramov sladkorja. In če ste popili kozarec sladke sode - to že presega vaše dnevne potrebe.

Če se vrnemo k vprašanju, ali je sladkor strup, lahko odgovorite, kaj se zgodi, če preseže normo. Sladko potrebujemo, vendar v razumnih količinah.

Kaj se zgodi s sladkorjem v telesu?

Verjetno ne boste imeli krvnega testa za sladkor več kot enkrat, zato veste, da mora biti njegova raven stabilna. Da bi razumeli, kako to deluje, predlagam, da razmislimo, kaj je sladkor na splošno in kaj se zgodi z njim, ko vstopi v naše telo.

Industrijski sladkor, ki ga uporabljamo za kulinarične namene, je pravzaprav saharoza, ogljikov hidrat, narejen iz pese ali sladkornega trsa.

Saharoza je sestavljena iz glukoze in fruktoze. Saharoza je razdeljena na glukozo in fruktozo, ne samo v telesu, ampak že v ustih, takoj ko zaužijemo hrano. Razcep se pojavi pod vplivom encimov s slinavkami.

In šele nato se vse snovi absorbirajo v kri. Glukoza zagotavlja energetske zaloge telesa. Tudi pri zaužitju saharoze v telesu se začne tvoriti hormon insulin.

Vpliva pa na tvorbo glikogena iz preostale glukoze, ki služi kot določena količina energije.

In zdaj, zamislite si, da oseba poje veliko sladkega. Del nastalega razkroja glukoze gre v odpadno energijo.

Ostali začnejo zdraviti z insulinom. Ker pa je veliko glukoze, insulin nima časa za delo in povečuje njegovo intenzivnost.

In to je velika obremenitev trebušne slinavke. Sčasoma se celice žlez izčrpajo in preprosto ne morejo proizvajati dovolj insulina. To se imenuje diabetes.

Druga nevarnost za ljubitelje sladkega je v tem, da se v jetrih presežek glukoze pretvori v maščobne kisline in glicerin, ki se odlagajo v maščobah. V preprostem jeziku začne oseba okrevati, saj njegovo telo nima časa za porabo maščobnih rezerv in jih preprosto položi na stran.

Kako uporabljati sladkor za zdravje?

Kot sem že povedal, telo potrebuje saharozo, vendar je treba ta izdelek uporabljati pravilno in pametno. Navsezadnje, prekomerna ljubezen do sladic in peciva lahko povzroči debelost, sladkorno bolezen, težave z želodcem in srcem.

Ta in prekomerna telesna teža, ki osebi takoj doda starost, zaradi česar je njegov videz nezdravo. Zato se je pomembno naučiti nadzorovati količino zaužite sladke hrane.

• mejo in po možnosti odstranite sladkor v svoji čisti obliki iz prehrane;
• jedo saharozo v njeni naravni obliki: sadje, jagode, med, suho sadje, oreški, zelenjava;
• pri kuhanju sladice ali peke večkrat zmanjšajte količino sladkorja v receptu in bolje uporabite med, kokos ali rjavi sladkor, sirup na osnovi agave, javorja, naravnega ekstrakta stevije;
• zjutraj jedite sladko;
• če pijete čaj s sladkarijami ali piškotki, mora biti pijača pikantna.

Poleg tega se morate več premikati in piti več čiste vode, tako da se iz telesa izločijo odvečni ogljikovi hidrati. Če res želite jesti kos pogače, jejte suhe marelice ali oreške.

In tako, da telo ne čuti pomanjkanja glukoze in fruktoze, pijte spirulino in klorelo. Ti dve algi izjemno odstranita hrepenenje po sladicah. Kaj je to, vam bom povedal v naslednjih člankih.

Prav tako bodite pozorni na vrsto izdelka. V svetu, ki pravzaprav ne uporablja surovine za saharozo! In pesa, trs in breza, in celo javorjev sok!

Uporabljamo rafinirani sladkor iz pese. V prejšnjih člankih sem vam že povedal, kako je rafiniranje nevarno, zakaj je takšne izdelke bolje zavreči. Naj vas na kratko opomnim: rafiniranje je proces čiščenja izdelka zaradi izpostavljenosti kemikalijam, kot je bencin.

Kateri sladkor je bolj zdrav: sladkorna pesa ali sladkorni trs? Vsekakor je nemogoče reči, vse je odvisno od kakovosti izdelka. Reed imamo veliko dražji, vendar je to posledica dejstva, da se uvaža iz tujine.

Priporočam nakup surovega proizvoda (čeprav čreda, čeprav). Lahko jo prepoznamo po rjavi ali rumeni barvi. Ne izgleda zelo lepo, vendar je v njej veliko uporabnih lastnosti in dragocenih mineralov!

To so vsi moji dragi naročniki! Jaz bi bil vesel, če ta članek je koristno za vas in bo pomagal vsaj korak bliže zdravemu načinu življenja. Preberite z dobro, povejte prijateljem, vendar se vam ne poslovim in kmalu vam bom povedal še nekaj zanimivega!

Anaerobna razgradnja glukoze (anaerobna glikoliza)

Anaerobna glikoliza se nanaša na postopek delitve glukoze, da se tvori laktat kot končni produkt. Ta postopek poteka brez uporabe kisika in zato ni odvisen od delovanja mitohondrijske dihalne verige. ATP nastane s fosforilacijskimi reakcijami substrata. Celotna enačba procesa:

C6H1206 + 2 H3P04 + 2 ADP = 2 C3H6O3 + 2 ATP + 2 H20.
Glavni fiziološki namen katabolizma glukoze je uporaba energije, sproščene v tem procesu za sintezo ATP.

Energija, ki se sprosti v procesu popolne razgradnje glukoze na CO₂ in H₂Oh, je 2880 kJ / mol. Če se ta vrednost primerja z energijo hidrolize visokoenergetskih vezi

- 38 moli ATP (50 kJ na mol ATP) dobimo: 50 × 38 = 1900 kJ, kar je 65% celotne energije, sproščene med popolno razgradnjo glukoze. Takšna je učinkovitost uporabe energije razpada glukoze za sintezo ATP. Upoštevati je treba, da je dejanska učinkovitost postopka lahko nižja. Natančno ocenjevanje donosa ATP je možno le med fosforilacijo substrata in razmerje med vstopom vodika v dihalno verigo in sintezo ATP je približno.
29.

Anaerobna glikoliza se nanaša na postopek delitve glukoze, da se tvori laktat kot končni produkt. Ta postopek poteka brez uporabe kisika in zato ni odvisen od delovanja mitohondrijske dihalne verige. ATP nastane s fosforilacijskimi reakcijami substrata. Celotna enačba procesa:

Reakcije anaerobne glikolizePri anaerobni glikolizi se v citosolu odvija vseh 10 reakcij, ki so enake aerobni glikolizi. Za anaerobno glikolizo je značilna samo 11. reakcija, pri kateri pride do zmanjšanja piruvata s citosolno NADH (slika 7-41). Zmanjšanje piruvata v laktat se katalizira z laktat dehidrogenazo (reakcija je reverzibilna in se po povratni reakciji imenuje encim). Ta reakcija zagotavlja regeneracijo NAD + iz NADH brez udeležbe mitohondrijske dihalne verige v situacijah, ki vključujejo nezadostno dobavo kisika celicam. Vloga akceptorja vodika iz NADH (kot kisik v dihalni verigi) se izvaja s piruvatom. Pomen reakcije redukcije piruvata torej ni v nastanku laktata, ampak v dejstvu, da ta citosolna reakcija zagotavlja regeneracijo NAD +. Poleg tega laktat ni končni produkt presnove, ki se odstrani iz telesa. Ta snov se izloča v krvi in ​​izkorišča, spremeni se v glukozo v jetrih ali ko je na voljo kisik, se spremeni v piruvat, ki vstopi na splošno pot katabolizma in oksidira v CO.₂ in H₂O.

30. Fosforilacija substrata Eden od virov nukleov

Zidtrifosfat, predvsem ATP, je substratni fosforilid

sintetizirajo v transportnih reakcijah

fosforilne skupine iz makro vsebujejo fosforne kisline ostanka

nukleozidnih difosfatov. Te reakcije vključujejo

reakcije glikolize, če jih vzamemo iz 1,3-difosfoglicerata, ki vsebuje visoko energijsko vrednost

Češka povezava v 1 položaju, encim fosfoglicerat kinaza na molekulo

ADP se prenese na ostanek fosforne kisline - nastane molekula ATP:

In druga reakcija fosforilacije substrata ADP z nastankom

Enol oblika piruvata in ATP, ki teče pod delovanjem encima

To je zadnja ključna reakcija glikolize. Izomerizacija enola

Piruvat v obliki piruvata ni encimatsko. Reakcije s fosforilacijo substrata vključujejo tudi sukcinil-katalizirano

CoA sintetaza (sukcinil tiokinaza) tvorba GTP v Krebsovem ciklu:

Sukcinil-CoA sukcinat

V mišicah v procesu krčenja mišic je še vedno aktiven

eno reakcijo fosforilacije substrata, ki jo katalizira kreatin fosfat

Ta reakcija je reverzibilna in v razmerah mirovanja nastane tvorba kreatina.

fosfata iz ATP in kreatina ter v procesu kopičenja mišičnega dela

Kreatin fosfat daje ADP fosforilno skupino z tvorbo ATP,

potrebnih za procese krčenja mišic.

Reakcije fosforilacije substrata so pomemben vir

ATP, zlasti v anaerobnih pogojih. Za evkarionte,

Glavni vir ATP je oksidativna foporilacija z uporabo

energijo elektronov, ki se sproščajo med dehidrogeniranjem substrata

pri zmanjševanju kisika, z izvajanjem transmembrane

potencial protonskega gradienta.
31. Biosinteza glukoze (glukoneogeneza) iz aminokislin, glicerina in mlečne kisline. Odnos glikolize v mišicah in glukoneogeneza v jetrih (cikel Corey).

Glukoneogeneza - proces sinteze glukoze iz ne-ogljikovih hidratov. Njegova glavna funkcija je vzdrževanje ravni glukoze v krvi med dolgotrajnim postom in intenzivnim fizičnim naporom. Postopek poteka predvsem v jetrih in manj intenzivno v kortikalni snovi ledvic, kot tudi v črevesni sluznici. Ta tkiva lahko proizvajajo 80-100 gramov glukoze na dan. Možgani med postom predstavljajo večino telesne potrebe po glukozi. To je posledica dejstva, da možganske celice, v nasprotju z drugimi tkivi, ne morejo izpolnjevati energetskih zahtev zaradi oksidacije maščobnih kislin, poleg možganov pa tudi tkiva in celice, ki zahtevajo aerobno razpadanje, niso možne ali omejene, npr. mitohondriji), celice mrežnice, možgane nadledvične žleze itd. Primarni substrati za glukoneogenezo so laktat, aminokisline in glicerol. Vključitev teh substratov v glukoneogenezo je odvisna od fiziološkega stanja telesa.

• Laktat - anaerobni produkt glikolize. Oblikuje se v katerem koli stanju telesa v rdečih krvnih celicah in delovnih mišicah. Tako se laktat stalno uporablja v glukoneogenezi.
• Glicerol sprosti med hidrolizo maščobe v maščobnem tkivu v času posta ali med daljšim fizičnim naporom.
• Aminokisline nastanejo kot posledica razgradnje mišičnih beljakovin in so vpletene v glukoneogenezo s podaljšanim tekom ali podaljšanim delovanjem mišic.

Večina reakcij glukoneogeneze se pojavi zaradi reverzibilnih reakcij glikolize in jih katalizirajo isti encimi. Vendar so 3 reakcije glikolize termodinamično nepopravljive. Na teh stopnjah reakcije glukoneogeneze nadaljujemo na druge načine. Opozoriti je treba, da se v citosolu pojavi glikoliza, del reakcij glukoneogeneze pa se pojavi v mitohondrijih.

1. Nastajanje fosfoenolpiruvata iz piruvata. Nastajanje fosfoenolpiruvata iz piruvata se pojavi med dvema reakcijama, pri čemer prva poteka v mitohondrijih. Piruvat, ki nastane iz laktata ali iz nekaterih aminokislin, se prenaša v mitohondrijski matriks in se tam karboksilira, da nastane oksaloacetat.

Piruvat karboksilazain katalizira to reakcijo, je mitohondrijski encim, katerega koencim je biotin. Reakcija poteka z uporabo ATP.

Nadaljnje transformacije oksaloacetata potekajo v citosolu. Zato je treba v tej fazi vzpostaviti sistem za prenos oksaloacetata skozi mitohondrijsko membrano, ki je neprepustna. Oksaloacetat v mitohondrijskem matriksu se obnovi z nastankom malata ob sodelovanju NADH (povratna reakcija citratnega cikla).

Nastali malat nato preide skozi mitohondrijsko membrano s pomočjo posebnih nosilcev. Poleg tega se oksaloacetat lahko prenaša iz mitohondrijev v citosol v obliki aspartata med mehanizmom izmeničnega malata-aspartata. V citosolu se med oksidacijsko reakcijo, ki vključuje koencim NAD +, malat ponovno pretvori v oksaloacetat. Obe reakciji: zmanjšanje oksaloacetata in oksidacija malage katalizirata malat dehidrogenazo, v prvem primeru pa je to mitohondrijski encim, v drugem pa citosolni encim. Oksaloacetat, ki nastane v citosolu iz malata, nato pretvorimo v fosfoenolpiruvat med reakcijo, ki jo katalizira fosfoenolpiruvat karboksikinaza, encim, odvisen od GTP.

2 Nastajanje glukoze iz laktata. Laktat, ki se oblikuje v intenzivno delujočih mišicah ali v celicah s prevladujočo anaerobno metodo katabolizma glukoze, vstopi v kri in nato v jetra. V jetrih je razmerje NADH / NAD + manjše kot v mišicah, ki so bile v mišicah, zato reakcija laktat dehidrogenaze poteka v nasprotni smeri, t.j. v smeri tvorbe piruvata iz laktata. Dalje, piruvat je vključen v glukoneogenezo in nastala glukoza vstopi v kri in jo absorbirajo skeletne mišice. To zaporedje dogodkov se imenuje "cikel glukoze-laktata "ali" cikel Corey".

Cikel Corey opravlja dve bistveni funkciji: 1 - omogoča uporabo laktata; 2 - preprečuje kopičenje laktata in posledično nevarno znižanje pH (laktacidoza). Del piruvata, ki nastane iz laktata, oksidira jetra v CO₂ in H₂Oksidacijska energija se lahko uporablja za sintezo ATP, ki je potrebna za reakcije glukoneogeneze.

3 Nastajanje glukoze iz aminokislin. Aminokisline, ki se, ko se katabolizirajo, spremenijo v piruvat ali metabolite citratnega cikla, se lahko obravnavajo kot potencialni predhodniki glukoze in glikogena in se imenujejo glikogen. Na primer, oxa-loacetate, ki nastane iz asparaginske kisline, je vmesni produkt tako citratnega cikla kot glukoneogeneze. Od vseh aminokislin, ki vstopajo v jetra, je približno 30% alanina. Razlog za to je, da razgradnja mišičnih beljakovin proizvaja aminokisline, od katerih se mnoge pretvori takoj v piruvat ali najprej v oksaloacetat in nato v piruvat. Slednji se pretvori v alanin, pri čemer pridobi amino skupino iz drugih aminokislin. Alanin iz mišic se s krvjo prenaša v jetra, kjer se ponovno pretvori v piruvat, ki je delno oksidiran in delno vključen v neogenezo glukoze. Zato obstaja naslednje zaporedje dogodkov (cikel glukoze-alanina): glukoza v mišicah → piruvat v mišicah → alanin v mišicah → alanin v jetrih → glukoza v jetrih → glukoza v mišicah. Celoten cikel ne vodi do povečanja količine glukoze v mišicah, rešuje pa težave pri prenosu amino dušika iz mišic v jetra in preprečuje laktacidozo.

4 Nastajanje glukoze iz glicerola. Glicerol nastane s hidrolizo triacilglicerolov, večinoma v maščobnem tkivu. Uporabljajo ga lahko samo tista tkiva, ki imajo encim glicerol kinazo, na primer jetra, ledvice. Ta ATP-odvisen encim katalizira pretvorbo glicerola v a-glicerofosfat (glicerol-3-fosfat). Ko je glicerol-3-fosfat vključen v glukoneogenezo, se dehidrira z NAD-odvisno dehidrogenazo, da se tvori dihidroksiacetonfosfat, ki se nadalje pretvori v glukozo.

32. Aerobna razgradnja glukoze se lahko izrazi s povzetkom enačbe: t

Ta postopek vključuje več faz:

• Aerobna glikoliza - proces oksidacije glukoze z nastankom dveh molekul piruvata;
• Splošna pot katabolizma, vključno s pretvorbo piruvata v acetil-CoA in njegovo nadaljnjo oksidacijo v citratnem ciklu;
• CPE za kisik, konjugiran z dehidrogenacijskimi reakcijami, ki se pojavijo v procesu razgradnje glukoze.

Aerobna glikoliza se nanaša na proces oksidacije glukoze v piruvično kislino, ki nastane v prisotnosti kisika. Vsi encimi, ki katalizirajo reakcije tega procesa, so lokalizirani v citosolu celice.

Faze aerobne glikolize

V aerobni glikolizi lahko razdelimo v 2 fazi.

1. Pripravljalna faza, pri kateri se glukoza fosforilira in razdeli na dve molekuli fosfotorze. Ta serija reakcij poteka z uporabo 2 molekul ATP.

2. Faza, povezana s sintezo ATP. Zaradi te serije reakcij se fosforioze pretvorijo v piruvat. Energija, sproščena na tej stopnji, se uporablja za sintezo 10 molov ATP.

Aerobne reakcije glikolize

Pretvorba glukoza-6-fosfata v 2 molekuli gliceraldehid-3-fosfata Glukoza-6-fosfat, ki nastane kot posledica fosforilacije glukoze ob sodelovanju ATP, se med naslednjo reakcijo pretvori v fruktozo-6-fosfat. Ta reverzibilna reakcija izomerizacije poteka pod delovanjem encima glukoza fosfat izomeraze.

Temu sledi druga fosforilacijska reakcija z uporabo fosfatnega ostanka in ATP energije. Med to reakcijo, ki jo katalizira fosfofruktokinaza, se fruktoza-6-fosfat pretvori v fruktozo-1,6-bisfosfat. Ta reakcija, kot tudi heksokinaza, je praktično nepovratna, poleg tega pa je tudi najpočasnejša od vseh reakcij glikolize. Reakcija, ki jo katalizira fosfofruktokinaza, določa hitrost celotne glikolize, zato lahko z uravnavanjem aktivnosti fosfofruktokinaze spremenite hitrost katabolizma glukoze.

Fruktoza-1,6-bisfosfat se nadalje razdeli na 2 triosofosfat: gliceraldehid-3-fosfat in dihidroksiaceton fosfat. Encim katalizira reakcijo fruktoza bisfosfat aldolaza,ali samo aldolaze.Ta encim katalizira reakcijo razpadanja aldola in kondenzacije aldola, t.j. reverzibilna reakcija. Produkti aldolnega cepitve so izomeri. Pri nadaljnjih reakcijah glikolize se uporablja samo gliceraldehid-3-fosfat, zato se dihidroksiaceton fosfat pretvori s sodelovanjem encima triose fosfat izomeraze v glicaldehid-3-fosfat. V opisani seriji reakcij se fosforilacija pojavi dvakrat z uporabo ATP. Vendar pa se bo poraba dveh molekul ATP (na molekulo glukoze) še dodatno kompenzirala s sintezo več ATP

Pretvorba gliceraldehid-3-fosfata v piruvat Ta del aerobne glikolize vključuje reakcije, povezane s sintezo ATP. Najtežja reakcija v tej seriji reakcij je pretvorba gliceraldehid-3-fosfata v 1,3-bisfosfoglicerat. Ta transformacija je prva oksidacijska reakcija med glikolizo. Reakcija se katalizira gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaze,ki je NAD-odvisen encim. Pomen te reakcije ni le v nastajanju reduciranega koencima, katerega oksidacija v dihalni verigi je povezana s sintezo ATP, ampak tudi v dejstvu, da je prosta energija oksidacije koncentrirana v makroergični vezi reakcijskega produkta. Gliceraldehid-3-fosfat dehidrogenaza vsebuje cisteinski ostanek v aktivnem središču, katerega sulfhidrilna skupina je neposredno vključena v katalizo. Oksidacija gliceraldehid 3-fosfata vodi do redukcije NAD in tvorbe H₃Ro₄ visoko-energetska anhidridna vez v 1,3-bisfosfogliceratu v položaju 1. V naslednji reakciji se visokoenergijski fosfat prenese na ADP in tvori ATP. Encim, ki katalizira to transformacijo, je poimenovan za povratno reakcijo, fosfogliceratna kinaza (kinaze se imenujejo po substratu, ki je v reakcijski enačbi na isti strani kot ATP).

Oblikovanje ATP po opisani metodi ni povezano z dihalno verigo in se imenuje fosforilacija substrata ADP. 3-fosfoglicerat, ki nastane, ne vsebuje visokoenergetske vezi. V naslednjih reakcijah se pojavijo intramolekularne prerazporeditve, katerih pomen se zniža na dejstvo, da nizkoenergijski fosfoester prehaja v spojino, ki vsebuje visokoenergijski fosfat. Intramolekularne transformacije sestojijo iz prenosa fosfatnega ostanka iz položaja 3 v fosfoglicerat v položaj 2. Potem se molekula vode odcepi od nastalega 2-fosfoglicerata s sodelovanjem encimske enolaze. Ime dehidracijskega encima je podano z obratno reakcijo. Kot rezultat reakcije nastane substituiran enol-fosfoenolpiruvat. Nastali fosfoenolpiruvat je makroergična spojina, katere fosfatna skupina se prenese v naslednji reakciji na ADP s sodelovanjem piruvat kinaze (encim imenujemo tudi po povratni reakciji, pri kateri se piruvat fosforilira, čeprav takšna reakcija ne poteka v tej obliki).

Pretvorba fosfoenolpiruvata v piruvat je nepovratna reakcija. To je druga fosforilacija substrata med glikolizo. Nastalo enolno obliko piruvata se nato neencimsko transformira v bolj termodinamsko stabilno keto obliko.

Mehanizmi prevoza.

Glycene-Shuttle FAD-odvisna glicerofosfat dehidrogenaza (2) za dihidroksiacetonfosfat, ki zlahka prehaja skozi membrane mitohondrijev v citosol celice. Nadalje FADH2 preko encima, ki je odvisen od flavina, ETF prenese svoje elektrone in protone v koencim Q (ubikinon) v mitohondrijski transportni elektronski verigi, kjer zaradi uporabe 2 molov elektronov v procesu oksidativne fosforilacije do 1,5. molekula ATP.

Ta mehanizem se pogosto uporablja v različnih tkaninah, zlasti

mišičnega tkiva, v procesu intenzivnega mišičnega dela.

Mešalni mehanizem malat-aspartat je bolj zapleten,

bolj energetsko učinkovita. Uporablja odvečno povračilo

citoplazemskega NADH v reakciji redukcije oksaloacetata ( t

kislino) proti malatu (jabolčna kislina) z uporabo NAD-

odvisni citoplazemski encim malat dehidrogenaza Malinska kislina zlahka prodre v matriko skozi obe mitohondrijski membrani,

kjer se mitohondrijski oksidira, kakor tudi odvisen od NAD, malat dehidro-

genaze (5) v oksaloacetat. Nadalje so prisotni elektroni iz NADH

spadajo v transportno verigo elektronov, kjer v procesu oksidativnega fosforja

Za 2 mol elektronov nastane do 2,5 mol ATP. Oblikovanje

Oksaloacetat ne more zapustiti mitohondrijev, je podvržen reakciji

transaminacijo glutaminske kisline (glutamata) pod. t

delovanjem mitohondrijskega aspartat aminotransferaze (3). Kot rezultat

Nastane aspartatna kislina (aspartat), ki s pomočjo

digitalni transportni sistem se premakne iz mitohondrijev v citoplazmo,

kjer je pod delovanjem citoplazmatske aspartat aminotransferaze (2) t

daje svojo amino skupino α-ketoglutarni kislini (α-ketoglutarat),

vrti v oksaloacetatu. Opozoriti je treba, da α-ketoglutarat in glutamat

zlahka prodre skozi notranjo mitohondrijsko membrano s posebnimi

encimski transportni sistem je glutamat-a-ketoglutarat

translokaza (1). Notranja mitohondrijska membrana vsebuje različne

nosilci za ione in nabite metabolite: na primer nosilec

dikarboksilne kisline posreduje olajšano izmenjavo malata, t

sukcinat, fumarat in H2PO4

- in transporterji s trikarboksilno kislino

izmenjavo OH- in H2PO4

-. Od najpomembnejših translocaz, encimov,

prevažanje določenih snovi prek notranjega

mitohondrijske membrane je treba omeniti ATP-ADP translokazo,

v citoplazmo, sintetizirano v mitohondrijih

ATP v zameno za vstop ADP in anorganskega fosforja v mitohondrije

ionski sloj, ki prispeva k dodatnemu protonu mitohondrijev.
34. Alosterični mehanizmi, ki urejajo aerobno in anaerobno razgradnjo glukoze.
35. Pentozna fosfatna pot, imenovana tudi heksomonofosfatni šant, je alternativni način oksidacije glukoze-6-fosfata. Pentozna fosfatna pot je sestavljena iz dveh faz (delov) - oksidativnih in neoksidativnih.

V oksidacijski fazi glukoza-6-fosfat ireverzibilno oksidira v pentozo-ribuloza-5-fosfat in nastane zmanjšan NADPH.

V neoksidacijski fazi se ribuloza-5-fosfat reverzibilno pretvori v metabolite riboze-5-fosfata in glikolize.

Pot pentoznega fosfata zagotavlja celice z ribozo za sintezo purinskih in pirimidinskih nukleotidov in hidrogeniranega koencima NADPH, ki se uporablja v regenerativnih procesih.

Celotna enačba poti pentoznega fosfata je izražena takole:

3 Glukoza-6-fosfat + 6 NADP + → 3 CO₂ + 6 (NADPH + H +) + 2 fruktoza-6-fosfat + gliceraldehid-3-fosfat.

Encimi poti pentoznega fosfata kot tudi glikolizni encimi so lokalizirani v citosolu.

Najbolj aktivna pot pentoznega fosfata se pojavlja v maščobnem tkivu, jetrih, skorji nadledvične žleze, eritrocitih, mlečnih žlezah med dojenjem, modih.

Oksidacijska faza
Celotno enačbo oksidativne stopnje pentozno-fosfatne poti lahko predstavimo kot:

Glukoza-6-fosfat + 2 NADP + + H₂O → Ribuloso-5-fosfat + 2 NADPH + H + + CO₂

Neoksidacijska faza
Neoksidacijska faza pentozne fosfatne poti vključuje vrsto reverzibilnih reakcij, zaradi česar se ribuloza-5-fosfat pretvori v ribose-5-fosfat in ksilulozo-5-fosfat in še naprej zaradi prenosa delcev ogljika v metabolite glikolize - fruktoza-6-fosfat in gliceraldehid- 3-fosfat. Pri teh transformacijah sodelujejo encimi: epimeraza, izomeraza, transketolaza in transaldolaza. Transketolaza uporablja koencim tiamin difosfat. Neoksidacijski korak poti pentoznega fosfata ne vključuje dehidrogenacijske reakcije.
Skupni rezultat metabolizma 3 molekul ribuloze-5-fosfata v neoksidacijski fazi pentozne fosfatne poti je tvorba 2 molekul fruktoza-6-fosfata in 1 molekula gliceraldehid-3-fosfata. Nadalje se lahko fruktoza-6-fosfat in gliceraldehid-3-fosfat spremenita v glukozo. Ob upoštevanju stehiometričnega koeficienta 2, za tvorbo 5 molekul glukoze (ki vsebujejo 30 atomov ogljika), so potrebne 4 molekule fruktoze-6-fosfata in 2 molekuli glicerdehid-3-fosfata (ki vsebujejo tudi 30 atomov ogljika) oziroma 6 molekul. ribuloza 5-fosfat. Tako lahko neoksidacijsko pot predstavimo kot proces vračanja pentoz v heksozni sklad.
36. Pentozni fosfatni cikel

Oksidacijska faza nastajanja pentoze in neoksidacijska stopnja (pot vrnitve pentoz v heksoze) skupaj tvorita cikličen proces.

Takšen proces lahko opišemo s splošno enačbo:

6 Glukoza-6-fosfat + 12 NADP + + 2 N₂O → 5 Glukoza-6-fosfat + 12 NADPH + 12 N + + 6 CO₂.

To pomeni, da 6 molekul glukoze-5-fosfata (pentoze) in 6 molekul CO tvorimo iz 6 molekul glukoze.₂. Neoksidativni encimi

Sl. 7-63. Transformacije ribuloze-5-fosfata.

Sl. 7-64. Prenosna reakcija fragmenta z dvema ogljikoma, katalizirana s transketolazo.

faze transformirajo 6 molekul ribuloze-5-fosfata v 5 molekul glukoze (heksoze). Kadar se te reakcije izvajajo v zaporedju, je edini koristen produkt NADPH, ki se tvori v oksidacijski fazi pentozne fosfatne poti. Tak proces se imenuje cikel pentoznega fosfata (sl. 7-67).

Pretok pentoznega fosfatnega cikla omogoča celicam, da proizvajajo NADPH, ki je potreben za sintezo maščob, brez kopičenja pentoz.

Energija, ki se sprosti med razpadom glukoze, se pretvori v energijo visokoenergijskega vodika - NADPH. Hidrogenirani NADPH služi kot vir vodika za redukcijske sinteze, energija NADPH pa se pretvori in shrani v novo sintetiziranih snoveh, na primer

Sl. 7-65. Transaldolaza katalizirana reakcija.

Sl. 7-66. Reakcija, katalizirana s transketolazo.

37. Izmenjava galaktoze. Galaktosemija.
Motnje presnove galaktoze

Presnova galaktoze je še posebej zanimiva v povezavi z dedno boleznijo - galaktozemijo. Galaktosemijapojavijo, ko je presnova galaktoze poslabšana zaradi dedne okvare katerega koli od treh encimov, vključno s galaktozo v presnovi glukoze

Presnova ogljikovih hidratov pri ljudeh

Človek črpa energijo za svoj obstoj iz ogljikovih hidratov. Pri sesalcih izvajajo tako imenovano energijsko funkcijo. Izdelki, ki vsebujejo zapletene ogljikove hidrate, morajo biti vsaj 40-50% kalorične vsebine vsakodnevne prehrane osebe. Glukozo lahko enostavno mobiliziramo iz telesnih rezerv v stresnih situacijah ali intenzivnih fizičnih naporih.

Rahlo znižanje glukoze v krvi (hipoglikemija) vpliva predvsem na osrednji živčni sistem:

- slabost
- omotica
- v posebej zapostavljenih primerih lahko pride do izgube zavesti,
- neumnosti
- mišični krči.

Najpogosteje, če govorimo o ogljikovih hidratih, pride na misel eden najbolj znanih predstavnikov tega razreda organskih snovi - škrob, ki je eden najpogostejših polisaharidov, tj. Sestavljen je iz velikega števila zaporedno povezanih molekul glukoze. Ko se škrob oksidira, se spremeni v posamezne visoko kakovostne molekule glukoze. Ker pa škrob, kot je omenjeno zgoraj, vsebuje veliko količino molekul glukoze, se njegova popolna razcepitev pojavi postopoma: od škroba v manjše polimere, nato v disaharide (ki so sestavljeni le iz dveh molekul glukoze) in šele nato v glukozo.

Stopnje delijo ogljikove hidrate

Predelava hrane, katere glavna sestavina je ogljikohidratna komponenta, se pojavlja v različnih delih prebavnega trakta.

- v ustni votlini se pojavi cepitev. Med dejanje žvečenje hrane se obdeluje z encimom slina pitalin (amilaza), ki ga sintetizira parotidne žleze. Pomaga, da se velika molekula škroba razgradi v manjše polimere.

- ker je hrana v ustih za kratek čas, je potrebna nadaljnja obdelava v želodcu. Enkrat v želodčni votlini se produkti ogljikovih hidratov zmešajo z izločki trebušne slinavke, in sicer pankreatične amilaze, ki je učinkovitejša od amilaze ustne votline in je tako že po 15-30 minutah, ko se iz tistega želodca doseže chyme (poltekoča, ki ni popolnoma prebavljena vsebina želodca) iz želodca v dvanajstniku skoraj vsi ogljikovi hidrati so že oksidirani v zelo majhne polimere in maltozo (disaharid, dve povezani molekuli glukoze).

- iz dvanajstnika mešanica polisaharidov in maltoze nadaljuje svojo neverjetno potovanje v zgornja črevesja, kjer se v končno obdelavo ukvarjajo tako imenovani encimi črevesnega epitela. Enterociti (celice, ki obložijo mikrovile tankega črevesa) vsebujejo encime laktazo, maltazo, sucrase in dekstrinazo, ki končno obdelujejo disaharide in majhne polisaharide v monosaharide (to je ena molekula, vendar še ni glukoza). Laktoza se razgradi v galaktozo in glukozo, saharoza v fruktozo in glukozo, maltozo, kot druge majhne polimere v molekule glukoze in takoj vstopi v krvni obtok.

- iz krvnega obtoka, glukoza vstopi v jetra in nato se iz nje sintetizira glikogen (polisaharid živalskega izvora, ki ima funkcijo shranjevanja, je za telo nujno potreben, ko je potrebno hitro pridobiti veliko količino energije).

Skladišče glikogena

Ena od zalog glikogena je jetra, vendar jetra niso edini kraj, kjer se kopiči glikogen. Veliko je tudi v skeletnih mišicah, pri katerih se aktivira encim fosforilaza, kar vodi do intenzivne razgradnje glikogena. Priznati morate, da se lahko v sodobnem svetu vsaka oseba sooča z nepredvidenimi okoliščinami, ki bodo najverjetneje zahtevale ogromno porabo energije, zato je več glikogena, boljše

Še več je mogoče reči - glikogen je tako pomemben, da se sintetizira tudi iz ne-ogljikovih hidratov, ki vsebujejo mlečno, piruvično kislino, glikogene aminokisline (aminokisline so glavne sestavine beljakovin, glikogena pomeni, da lahko ogljikovi hidrati pridobimo iz biokemičnih procesov), glicerol in veliko drugih. Seveda se bo v tem primeru glikogen sintetiziral z veliko porabo energije in v majhnih količinah.

Kot je navedeno zgoraj, zmanjšanje količine glukoze v krvi povzroči precej resno reakcijo v telesu. Zato jetra namensko uravnavajo količino glukoze v krvi in ​​po potrebi uporabijo glikogenolizo. Glikogenoliza (mobilizacija, razgradnja glikogena) se pojavi, ko v krvi ni dovolj glukoze, ki jo lahko povzroči stradanje, težko fizično delo ali hud stres. Začne se z dejstvom, da jetra z uporabo encima fosfoglukomutaze razgradijo glikogen na glukozo-6-fosfate. Nato jih encim glukoza-6-fosfataza oksidira. Prosta glukoza zlahka prodre v membrane hepatocitov (jetrne celice) v krvni obtok in tako poveča njeno količino v krvi. Odziv na skok ravni glukoze je sproščanje insulina v trebušni slinavki. Če med sproščanjem insulina raven glukoze ne pade, se bo trebušna slinica izločala, dokler se to ne zgodi.

In končno, malo o dejstvih o samem insulinu (ker je nemogoče govoriti o presnovi ogljikovih hidratov, ne da bi se dotaknili te teme):

- insulin prenaša glukozo prek membran celic, tako imenovanih insulin-odvisnih tkiv (maščobne, mišične in jetrne celične membrane).

- Insulin je stimulator sinteze glikogena v jetrih in mišicah, maščob - jeter in maščobnega tkiva, beljakovin - v mišicah in drugih organih.

- nezadostno izločanje insulina s celicami tkiva otočkov trebušne slinavke lahko vodi do hiperglikemije, ki ji sledi glikozurija (diabetes mellitus);

- hormoni - antagonisti insulina so glukagon, adrenalin, norepinefrin, kortizol in drugi kortikosteroidi.

Za zaključek

Presnova ogljikovih hidratov je ključnega pomena za človeško življenje. Neuravnotežena prehrana povzroča motnje v prebavnem traktu. Zato vam bo zdrava prehrana z zmerno količino kompleksnih in preprostih ogljikovih hidratov pomagala, da boste vedno videti in se počutili dobro.

-RAZMENA CARBONA

Ravnotežje ATP pri aerobni glikolizi, razgradnja glukoze v CO₂ in H₂Oh

Sprostitev ATP pri aerobni glikolizi

Za tvorbo fruktoze-1,6-bisfosfata iz ene molekule glukoze potrebujemo 2 molekuli ATP. Reakcije, povezane s sintezo ATP, se pojavijo po razgradnji glukoze v 2 molekuli fosfotrioze, t.j. v drugi fazi glikolize. Na tej stopnji poteka 2 reakciji fosforilacije substrata in sintetizirata 2 molekuli ATP (reakcije 7 in 10). Poleg tega je ena molekula gliceraldehid-3-fosfata dehidrogenirana (reakcija 6), in NADH prenaša vodik v mitohondrijsko CPE, kjer se tri molekule ATP sintetizirajo z oksidativno fosforilacijo. V tem primeru je količina ATP (3 ali 2) odvisna od vrste sistema. Posledično je oksidacija ene molekule gliceraldehid 3-fosfata v piruvat povezana s sintezo 5 molekul ATP. Glede na to, da se 2 molekuli fosfotrioza tvorita iz glukoze, je potrebno vrednost pomnožiti z 2 in nato odšteti 2 molekuli ATP, porabljene v prvi fazi. Tako je ATP v aerobni glikolizi (5 × 2) - 2 = 8 ATP.

Pridobitev ATP pri aerobni razgradnji glukoze do končnih produktov

Kot posledica glikolize nastane piruvat, ki se nadalje oksidira v CO.₂ in H₂O v OPK, opisanem v poglavju 6. Sedaj je mogoče oceniti energetsko učinkovitost glikolize in OPK, ki skupaj tvorita proces aerobne razgradnje glukoze do končnih produktov.

Tako dobitek ATP pri oksidaciji 1 mol glukoze v CO₂ in H₂O je 38 mol ATP.

V procesu aerobne razgradnje glukoze se pojavi 6 dehidrogenacijskih reakcij. Ena od njih se pojavi pri glikolizi in 5 v OPK. Substrati za specifične NAD-odvisne dehidrogenaze: gliceraldehid-3-fosfat, zhiruvat, izocitrat, α-ketoglutarat, malat. Ena dehidrogenacijska reakcija v citratnem ciklu pod delovanjem sukcinat dehidrogenaze se pojavi s sodelovanjem koencima FAD. Skupna količina ATP, sintetizirane z oksidativno fosforilacijo, je 17 mol ATP na 1 mol gliceraldehid fosfata. Pri tem je treba dodati 3 mol ATP, ki ga sintetizira fosforilacija substrata (dve reakciji v glikolizi in ena v citratnem ciklu).

Glede na to, da se glukoza razgradi v 2 fosfotiri in da je stehiometrični koeficient nadaljnjih transformacij 2, je treba dobljeno vrednost pomnožiti z 2 in iz rezultata odšteti 2 mola ATP, uporabljenega v prvi fazi glikolize.

Faze aerobne razgradnje glukoze

Faze aerobne razgradnje glukoze

Količina uporabljenega ATP, mol

Količina sintetiziranega ATP, mol

I. Aerobna glikoliza

Glukoza → 2 piruvat

Ii. Oksidacijsko dekarboksilacijo piruvata

2 (piruvat → acetil-CoA)

III. Citratni cikel

Skupni donos ATP pri oksidaciji 1 mol glukoze

Anaerobna razgradnja glukoze (anaerobna glikoliza)

Anaerobna glikoliza se nanaša na postopek delitve glukoze, da se tvori laktat kot končni produkt. Ta postopek poteka brez uporabe kisika in zato ni odvisen od delovanja mitohondrijske dihalne verige. ATP nastane s fosforilacijskimi reakcijami substrata. Celotna enačba procesa:

Reakcije anaerobne glikolize

Pri anaerobni glikolizi (slika 7-40) se v citosolu odvija vseh 10 reakcij, ki so enake aerobni glikolizi. Za anaerobno glikolizo je značilna samo 11. reakcija, pri kateri pride do zmanjšanja piruvata s citosolno NADH (slika 7-41). Zmanjšanje piruvata v laktat se katalizira z laktat dehidrogenazo (reakcija je reverzibilna in se po povratni reakciji imenuje encim). Ta reakcija zagotavlja regeneracijo NAD + iz NADH brez udeležbe mitohondrijske dihalne verige v situacijah, ki vključujejo nezadostno dobavo kisika celicam. Vloga akceptorja vodika iz NADH (kot kisik v dihalni verigi) se izvaja s piruvatom. Pomen reakcije redukcije piruvata torej ni v nastanku laktata, ampak v dejstvu, da ta citosolna reakcija zagotavlja regeneracijo NAD +. Poleg tega laktat ni končni produkt presnove, ki se odstrani iz telesa. Ta snov se izloča v krvi in ​​izkorišča, spremeni se v glukozo v jetrih ali ko je na voljo kisik, se spremeni v piruvat, ki vstopi na splošno pot katabolizma in oksidira v CO.₂ in H₂O.

Anaerobna glikoliza.

Izkoristek piruvata v laktatu.

Stanje ATP v anaerobni glikolizi

Anaerobna glikoliza je manj učinkovita kot aerobna. V tem procesu katabolizem 1 mol glukoze brez udeležbe mitohondrijske dihalne verige spremlja sinteza 2 mol ATP in 2 mol laktata. ATP nastane z 2 reakcijama fosforilacije substrata. Ker se glukoza razgradi v 2 fosforiozi, ob upoštevanju stehiometričnega koeficienta 2, je število molov sintetiziranega ATP 4. Ob upoštevanju 2 molov ATP, uporabljenega v prvi fazi glikolize, dobimo končni energetski učinek procesa, ki je enak 2 molom ATP. Tako 10 citosolnih encimov, ki katalizirajo pretvorbo glukoze v piruvat, skupaj z laktat dehidrogenazo, zagotavljajo sintezo 2 mol ATP (na 1 mol glukoze) v glikolizi, ki vsebuje kisik.

Vrednost katabolizma glukoze

Glavni fiziološki namen katabolizma glukoze je uporaba energije, sproščene v tem procesu za sintezo ATP.

Energija, ki se sprosti v procesu popolne razgradnje glukoze na CO₂ in H₂Oh, je 2880 kJ / mol. Če se ta vrednost primerja z energijo hidrolize visokoenergetskih vezi - 38 mol ATP (50 kJ na mol ATP), dobimo: 50 × 38 = 1900 kJ, kar je 65% celotne energije, ki se sprosti pri popolni razgradnji glukoze. Takšna je učinkovitost uporabe energije razpada glukoze za sintezo ATP. Upoštevati je treba, da je dejanska učinkovitost postopka lahko nižja. Natančno ocenjevanje donosa ATP je možno le med fosforilacijo substrata in razmerje med vstopom vodika v dihalno verigo in sintezo ATP je približno.

Aerobna razgradnja glukoze se pojavi v mnogih organih in tkivih in služi kot glavni, čeprav ne edini vir energije za vitalno dejavnost. Nekatera tkiva so najbolj odvisna od katabolizma glukoze kot vira energije. Na primer, možganske celice dnevno zaužijejo do 100 g glukoze, ki jo oksidirajo z aerobno potjo. Zato se nezadostna oskrba možganov z glukozo ali hipoksijo kaže v simptomih, ki kažejo na moteno delovanje možganov (omotica, konvulzije, izguba zavesti).

Anaerobna razgradnja glukoze se pojavi v mišicah, v prvih minutah mišičnega dela, v rdečih krvnih celicah (v katerih mitohondrije niso prisotne), kot tudi v različnih organih v pogojih omejene oskrbe s kisikom, tudi v tumorskih celicah. Za presnovo tumorskih celic je značilno pospeševanje aerobne in anaerobne glikolize. Toda prevladujoča anaerobna glikoliza in povečanje sinteze laktata sta pokazatelja povečane hitrosti delitve celic z nezadostno oskrbo celic s krvnimi žilami.

Poleg energetske funkcije lahko proces katabolizma glukoze opravlja anabolične funkcije. Presnovki glikolize se uporabljajo za sintezo novih spojin. Torej, fruktoza-6-fosfat in gliceraldehid-3-fosfat sodelujeta pri tvorbi riboz-5-fosfata - strukturne komponente nukleotidov; 3-fosfoglicerat je lahko vključen v sintezo aminokislin, kot so serija, glicin, cistein. V jetrih in maščobnem tkivu se acetil-CoA, tvorjen iz piruvata, uporablja kot substrat v biosintezi maščobnih kislin, holesterola in dihidroksiacetonfosfata kot substrata za sintezo glicerol-3-fosfata.

Regulacija katabolizma glukoze

Ker je glavna vrednost glikolize v sintezi ATP, mora biti njena hitrost povezana s stroški energije v telesu.

Večina reakcij glikolize je reverzibilna, z izjemo treh, ki jih katalizira heksokinaza (ali glukokinaza), fosfruktokinaza in piruvat kinaza. Regulatorni dejavniki, ki spreminjajo stopnjo glikolize in s tem nastanek ATP, so usmerjeni v nepovratne reakcije. Indikator porabe ATP je kopičenje ADP in AMP. Slednji nastane v reakciji, katalizirani z adenilatno kinazo: 2 ADP AMP + ATP

Tudi majhna poraba ATP vodi do opaznega povečanja AMF. Razmerje med ATP in ADP in AMP je značilno za energetsko stanje celice, njegove komponente pa služijo kot regulatorji alosterične hitrosti tako splošne poti katabolizma kot glikolize.

Regulacija katabolizma glukoze v skeletnih mišicah.

Za regulacijo glikolize je bistvena sprememba v aktivnosti fosforfruktokinaze, ker ta encim, kot je bilo že omenjeno, katalizira najpočasnejši reakcijski proces.

Fosforfruktokinazo aktivira AMP, vendar jo ATP zavira. AMP z vezavo na alosterično središče fosforfruktokinaze poveča afiniteto encima za fruktozo-6-fosfat in poveča hitrost njegove fosforilacije. Učinek ATP na ta encim je primer homotropnega ashusterizma, saj ATP lahko interagira tako z alosteričnim kot z aktivnim središčem, v slednjem primeru kot substratom.

Pri fizioloških vrednostih ATP je aktivno središče fosforfruktokinaze vedno nasičeno s substrati (vključno z ATP). Zvišanje ravni ATP glede na ADP zmanjša hitrost reakcije, saj ATP deluje kot zaviralec pri teh pogojih: veže se na alosterični center encima, povzroči konformacijske spremembe in zmanjša afiniteto za substrate.

Spremembe v aktivnosti fosfofruktokinaze pomagajo uravnavati hitrost fosforilacije glukoze s heksokinazo. Zmanjšanje aktivnosti fosfofruktokinaze pri visoki ravni ATP vodi do kopičenja fruktoze-6-fosfata in glukoze-6-fosfata, slednje pa zavira heksokinazo. Opozoriti je treba, da glukozo-6-fosfat zavira heksokinaza v mnogih tkivih (razen v jetrih in β-celicah trebušne slinavke).

Z visoko stopnjo ATP se zmanjša hitrost cikla citronske kisline in dihalna veriga. V teh pogojih se tudi proces glikolize upočasni. Treba je opozoriti, da je alosterična regulacija encimov OPK in dihalne verige povezana tudi s spremembami koncentracije ključnih produktov, kot so NADH, ATP in nekateri presnovki. Tako se NADH kopiči: če nima časa za oksidacijo v dihalni verigi, zavira nekatere alosterične encime citratnega cikla.

Fiziološka vloga glikolize v jetrih in maščobnem tkivu je nekoliko drugačna kot v drugih tkivih. V jetrih in maščobnem tkivu glikoliza v času prebave deluje predvsem kot vir substratov za sintezo maščob. Regulacija glikolize v jetrih ima svoje značilnosti in bo obravnavana pozneje.

V glikolitični poti se lahko pojavi dodatna reakcija, ki jo katalizira mutaza bisfosfoglicerata, ki pretvori 1,3-bisfosfoglicerat v 2,3-bisfosfoglicerat (2,3-EFG), ki se lahko s sodelovanjem 2,3-bisfosfogliceratfosfataze pretvori v 3-fosfoglicerat - glikolizni metabolit.

Nastajanje in transformacija 2,3-bisfosfoglicerata.

V večini tkiv se 2,3-BFG tvori v majhnih količinah. Pri eritrocitih se ta presnovek tvori v znatnih količinah in služi kot adlosterični regulator funkcije hemoglobina. 2,3-BFG, ki se veže na hemoglobin, zniža njegovo afiniteto za kisik, prispeva k disociaciji kisika in njegovemu prehodu v tkivo.

Oblikovanje 2,3-BFG pomeni izgubo energije makroergične vezi v 1,3-bisfosfogliceratu, ki se ne prenaša v ATP, ampak se razprši v obliki toplote, kar pomeni zmanjšanje energetskega učinka glikolize.

SINTEZA GLUKOZE V ŽIVO (GLUCONEOGENEZA)

Nekatera tkiva, kot so možgani, potrebujejo enakomeren pretok glukoze. Kadar vnos ogljikovih hidratov v sestavi hrane ni dovolj, se vsebnost glukoze v krvi nekaj časa ohrani v normalnih mejah zaradi razgradnje glikogena v jetrih. Vendar so zaloge glikogena v jetrih majhne. Znatno se zmanjšajo za 6–10 ur posta in so po vsakodnevnem postu skoraj popolnoma izčrpani. V tem primeru se glukoza de novo sinteza glukoze začne v jetrih. Glukoneogeneza je proces sinteze glukoze iz ne-ogljikovih hidratov. Njegova glavna funkcija je vzdrževanje ravni glukoze v krvi med dolgotrajnim postom in intenzivnim fizičnim naporom. Postopek poteka predvsem v jetrih in manj intenzivno v kortikalni snovi ledvic, kot tudi v črevesni sluznici. Ta tkiva lahko proizvajajo 80-100 gramov glukoze na dan. Možgani med postom predstavljajo večino telesne potrebe po glukozi. To je posledica dejstva, da možganske celice niso sposobne, v nasprotju z drugimi tkivi, zagotoviti energijske potrebe zaradi oksidacije maščobnih kislin.

Poleg možganov, tkiv in celic, pri katerih je pot aerobne razgradnje nemogoča ali omejena, kot npr. Rdeče krvne celice, celice mrežnice, nadledvična medula itd.

Primarni substrati za glukoneogenezo so laktat, aminokisline in glicerol. Vključitev teh substratov v glukoneogenezo je odvisna od fiziološkega stanja telesa.

Laktat je produkt anaerobne glikolize. Oblikuje se v katerem koli stanju telesa v rdečih krvnih celicah in delovnih mišicah. Tako se laktat stalno uporablja v glukoneogenezi.

Glicerol se med hidrolizo maščobe v maščobnem tkivu sprosti v obdobju lakote ali med dolgotrajnim fizičnim naporom.

Aminokisline nastanejo zaradi razgradnje mišičnih beljakovin in so vključene v glukoneogenezo s podaljšanim tekom ali podaljšanim mišičnim delovanjem.

Vključitev substratov v glukoneogenezo.

Večina reakcij glukoneogeneze se pojavi zaradi reverzibilnih reakcij glikolize in jih katalizirajo isti encimi. Vendar so 3 reakcije glikolize termodinamično nepopravljive. Na teh stopnjah reakcije glukoneogeneze nadaljujemo na druge načine.

Opozoriti je treba, da se v citosolu pojavi glikoliza, del reakcij glukoneogeneze pa se pojavi v mitohondrijih.

Oglejmo podrobneje tiste reakcije glukoneogeneze, ki se razlikujejo od reakcij glikolize in se pojavljajo v glukoneogenezi z uporabo drugih encimov. Upoštevajte postopek sinteze glukoze iz piruvata.

Nastanek fosfoenolpiruvata iz piruvata - prvi od ireverzibilnih faz

Glikoliza in glukoneogeneza. Encimi reverzibilne reakcije glikolize in glukoneogeneze: 2 - fosfoglukozimski časi; 4-aldolaza; 5 - trioza fosfat izomeraza; 6 - gliceraldehid fosfat dehidrogenaza; 7-fosfoglicerat kinaza; 8 - fosfogliceratna mutaza; 9 - enolaza. Encimi ireverzibilnih reakcij glukoneogeneze: 11 - piruvat karboksilaza; 12 - fosfoenolpiruvat karboksikinaza; 13 - fruktoza-1,6-bisfosfataza; 14-glukoza-6-fosfataza. I-III - cikli substrata.

Nastajanje fosfoenolpiruvata iz piruvata se pojavi med dvema reakcijama, pri čemer prva poteka v mitohondrijih. Piruvat, ki nastane iz laktata ali iz nekaterih aminokislin, se prenaša v mitohondrijski matriks in se tam karboksilira, da nastane oksaloacetat.

Nastanek oksaloacetata iz piruvata.

Piruvat karboksilaza, ki katalizira to reakcijo, je mitohondrijski encim, katerega koencim je biotin. Reakcija poteka z uporabo ATP.

Nadaljnje transformacije oksaloacetata potekajo v citosolu. Zato je treba v tej fazi vzpostaviti sistem za prenos oksaloacetata skozi mitohondrijsko membrano, ki je neprepustna. Oksaloacetat v mitohondrijskem matriksu se obnovi z nastankom manata s sodelovanjem NADH (povratna reakcija citratnega cikla).

Pretvorbo oksaloacetata v malat.

Nastali malat nato preide skozi mitohondrijsko membrano s pomočjo posebnih nosilcev. Poleg tega se oksaloacetat lahko prenaša iz mitohondrijev v citosol v obliki aspartata med mehanizmom izmeničnega malata-aspartata.

V citosolu se med oksidacijsko reakcijo, ki vključuje koencim NAD +, malat ponovno pretvori v oksaloacetat. Obe reakciji: zmanjšanje oksaloacetata in oksidacija malage katalizirata malat dehidrogenazo, v prvem primeru pa je to mitohondrijski encim, v drugem pa citosolni encim. Nastali v citosolu iz malata oksaloacetata se nato med reakcijo, katalizirano s fosfoenolpiruvat karboksikinazo, encimom, ki je odvisen od GTP, pretvori v fosfoenolpiruvat.

Pretvorba oksaloacetata v fosfoenolpiruvat.

Nastajanje oksaloacetata, transport v citosol in pretvorba v fosfoenolpiruvat. 1 - transport piruvata iz citosola v mitohondrije; 2 - pretvorba piruvata v oksaloacetat (OA); 3 - pretvorba OA v malat ali aspartat; 4 - transport aspartata in malata iz mitohondrijev v citosol; 5 - transformacija aspartata in malata v OA; 6 - pretvorba OA v fosfoenolpiruvat.

pretoka v citosolu do nastanka fruktoze-1,6-bisfosfata in katalizira ga glikolitični encimi.

Treba je opozoriti, da ta obvod glukoneogeneze zahteva porabo dveh molekul z visoko energijskimi vezmi (ATP in GTP) na eno molekulo izvirne snovi, piruvat. Pri sintezi ene molekule glukoze iz dveh molekul piruvata je poraba 2 mol ATP in 2 mol GTP ali 4 mol ATP (zaradi lažjega sklepanja je predlagano, da je poraba energije za sintezo ATP in GTP enaka).

Hidroliza fruktoze-1,6-bisfosfata in glukoza-6-fosfata

Odstranjevanje fosfatne skupine iz fruktoze-1,6-bisfosfata in glukoze-6-fosfata je tudi nepovratna reakcija glukoneogeneze. Med glikolizo te reakcije katalizirajo specifične kinaze z uporabo energije ATP. V glukoneogenezi se nadaljujejo brez sodelovanja ATP in ADP in se ne pospešujejo s kinazami, ampak s fosfatazami, encimi, ki spadajo v razred hidrolaz. Encimi fruktoza-1,6-bisfosfataze in glukoza-6-fosfataze katalizirajo odstranitev fosfatne skupine iz fruktoze-1,6-bisfosfata in glukoze-6-fosfata. Po tem prosti glukozi zapusti celico v krvni obtok.

Torej v jetrih obstajajo 4 encimi, ki sodelujejo le v glukoneogenezi in katalizirajo reakcije obvoda ireverzibilnih stopenj glikolize. To so piruvat karboksilaza, fosfoenolpiruvat karboksikinaza, fruktoza-1,6-bisfosfataza in glukoza-6-fosfataza.

Energetska bilanca glukoneogeneze iz piruvata

Med tem postopkom porabimo 6 mol ATP za sintezo 1 mol glukoze iz 2 molov piruvata. Na stopnji sinteze fosfoenolpiruvata iz oksaloacetata in še 2 mol ATP porabimo štiri mole ATP v fazah tvorbe 1,3-bisfosfoglicerata iz 3-fosfoglicerata.

Skupni rezultat glukoneogeneze piruvata je izražen z naslednjo enačbo: 2 piruvat + 4 ATP + 2 GTP + 2 (NADH + H +) + 4 H₂0 → glukoza + 4 ADP + 2 GDF + 6 H₃PO₄ + 2 NAD +

Sinteza glukoze iz laktata

Laktat, ki nastane pri anaerobni glikolizi, ni končni produkt presnove. Uporaba laktata je povezana z njegovo pretvorbo v jetra v piruvat. Laktat kot vir piruvata je pomemben ne toliko med postom, kot pri normalnem delovanju telesa. Njegova pretvorba v piruvat in njena nadaljnja uporaba sta način uporabe laktata.

Laktat, ki se oblikuje v intenzivno delujočih mišicah ali v celicah s prevladujočo anaerobno metodo katabolizma glukoze, vstopi v kri in nato v jetra. V jetrih je razmerje NADH / NAD + manjše kot v mišicah, ki so bile v mišicah, zato reakcija laktat dehidrogenaze poteka v nasprotni smeri, t.j. v smeri tvorbe piruvata iz laktata. Dalje, piruvat je vključen v glukoneogenezo in nastala glukoza vstopi v kri in jo absorbirajo skeletne mišice. To zaporedje dogodkov se imenuje "cikel glukoze-laktata" ali "cikel ciklov". Cikel Corey opravlja dve bistveni funkciji: 1 - omogoča uporabo laktata; 2 - preprečuje kopičenje laktata in posledično nevarno znižanje pH (laktacidoza).

Cory Cycle (cikel glukoze-laktata). 1 - vstop laugata iz mišice, pri kateri se krvni obtok odvija v jetrih; 2 - sinteza glukoze iz laktata v jetrih; 3 - pretok glukoze iz jeter s pretokom krvi v delovno mišico; 4 - uporaba glukoze kot energijskega substrata za mišice, ki se kopičijo, in tvorbo laktata.

Del piruvata, ki nastane iz laktata, oksidira jetra v CO₂ in H₂Oksidacijska energija se lahko uporablja za sintezo ATP, ki je potrebna za reakcije glukoneogeneze.

Laktacidoza. Izraz "acidoza" se nanaša na povečanje kislosti telesnega medija (znižanje pH) na vrednosti zunaj normalnega območja. Pri acidozi se poveča produkcija protonov ali pa se njihovo izločanje zmanjša (v nekaterih primerih oboje). Presnovna acidoza se pojavi s povečanjem koncentracije vmesnih presnovnih produktov (kislih) zaradi povečanja njihove sinteze ali zmanjšanja hitrosti razgradnje ali izločanja. V primeru kršitve kislinsko-bazičnega stanja telesa se sistemi za kompenzacijo pufra hitro vklopijo (po 10-15 minutah). Pljučna kompenzacija zagotavlja stabilizacijo razmerja NSO₃ - / H₂Z₃, ki običajno ustreza 1:20, in se zmanjša s acidozo. Pljučno nadomestilo se doseže s povečanjem obsega prezračevanja in s tem pospešitvijo odstranitve CO₂ iz telesa. Vendar pa glavno vlogo pri izravnavi acidoze igrajo ledvični mehanizmi, ki vključujejo amonijev pufer (glejte poglavje 9). Eden od vzrokov metabolne acidoze je lahko kopičenje mlečne kisline. Običajno se laktat v jetrih pretvori nazaj v glukozo z glukoneogenezo ali pa se oksidira. Poleg jeter, ledvic in srčne mišice, kjer se laktat lahko oksidira v CO, so še en potrošnik laktata.₂ in H₂Oh in se uporablja kot vir energije, zlasti med fizičnim delom.

Raven laktata v krvi je posledica ravnovesja med procesi njegovega nastajanja in uporabe. Kratkoročno kompenzirana laktacidoza je zelo pogosta tudi pri zdravih ljudeh z intenzivnim mišičnim delovanjem. Pri neobučenih ljudeh laktacidoza med fizičnim delom nastane zaradi relativnega pomanjkanja kisika v mišicah in se hitro razvije. Kompenzacija se izvede s hiperventilacijo.

Pri nespremenjeni laktacidozi se vsebnost laktata v krvi poveča na 5 mmol / l (običajno do 2 mmol / l). V tem primeru je lahko pH krvi 7,25 ali manj (normalno 7,36-7,44).

Povečanje laktata v krvi je lahko posledica kršitve presnove piruvata.

Motnje presnove piruvata pri laktacidozi.

1 - oslabljena uporaba piruvata v glukoneogenezi;

2 - oslabljena oksidacija piruvata.

Tako se med hipoksijo, ki je posledica prekinitve oskrbe s tkivi s kisikom ali krvjo, aktivnost kompleksa piruvat dehidrogenaze zmanjša in oksidativna dekarboksilacija piruvata se zmanjša. Pri teh pogojih se ravnotežna reakcija piruvatnega ravnovesnega laktata premakne proti tvorbi laktata. Poleg tega se pri hipoksiji sinteza ATP zmanjša, kar posledično vodi v zmanjšanje stopnje glukoneogeneze, kar je še en način uporabe laktata. Povečanje koncentracije laktata in zmanjšanje intracelularnega pH negativno vplivata na aktivnost vseh encimov, vključno s piruvat karboksilazo, ki katalizira začetno reakcijo glukoneogeneze.

K pojavu laktacidoze prispevajo tudi kršitve glukoneogeneze pri odpovedi jeter različnega izvora. Poleg tega lahko hipovitaminozo B spremlja tudi laktacidoza.₁, kot derivat tega vitamina (tiamin difosfat) opravlja koencimsko funkcijo kot del MPC pri oksidativni dekarboksilaciji piruvata. Pomanjkanje tiamina se lahko pojavi, na primer, pri alkoholikih z moteno dieto.

Torej so razlogi za kopičenje mlečne kisline in razvoj laktacidoze lahko:

aktiviranje anaerobne glikolize zaradi tkivne hipoksije različnega izvora;

poškodbe jeter (toksične distrofije, ciroza itd.);

kršitev uporabe laktata zaradi dednih napak encimov glukoneogeneze, pomanjkanje glukoze-6-fosfataze;

kršitev MPC zaradi okvar encimov ali hipovitaminoze;

uporaba številnih zdravil, kot so bigvanidi (blokatorji glukoneogeneze, ki se uporabljajo pri zdravljenju sladkorne bolezni).