Trasporto del fruttosio nelle cellule. Trasporto di sostanze attraverso le membrane cellulari. Corso di lezioni di biochimica
Anche l'assorbimento del glucosio da parte delle cellule dal flusso sanguigno avviene per diffusione facilitata. Pertanto, la velocità del flusso di glucosio transmembrana dipende solo dal suo gradiente di concentrazione. Fanno eccezione le cellule muscolari e del tessuto adiposo, dove la diffusione facilitata è regolata dall'insulina.
Trasportatori di glucosio(GLUT) si trovano in tutti i tessuti. Esistono diverse varietà di GLUT e sono numerate in base all'ordine in cui sono state scoperte. I 5 tipi di GLUT descritti hanno una struttura primaria e un'organizzazione di dominio simili. GLUT-1 fornisce un flusso costante di glucosio al cervello. GLUT-2 si trova nelle cellule degli organi che secernono glucosio nel sangue (fegato, reni). È con la partecipazione di GLUT-2 che il glucosio passa nel sangue dagli enterociti e dal fegato. GLUT-2 è coinvolto nel trasporto del glucosio nelle cellule beta pancreatiche. Il GLUT-3 si trova in molti tessuti e ha una maggiore affinità per il glucosio rispetto al GLUT-1. Fornisce inoltre un apporto costante di glucosio alle cellule nervose e ad altri tessuti. GLUT-4 è il principale trasportatore di glucosio nelle cellule muscolari e del tessuto adiposo. GLUT-5 si trova principalmente nelle cellule intestino tenue. Le sue funzioni non sono ben note.
Tutti i tipi di GLUT possono essere trovati sia nella membrana plasmatica che nelle vescicole citosoliche. GLUT-4 (in misura minore GLUT-1) si trova quasi completamente nel citoplasma della cellula. L'effetto dell'insulina su tali cellule porta al movimento delle vescicole contenenti GLUT verso la membrana plasmatica, alla fusione con essa e all'incorporazione dei trasportatori nella membrana. Successivamente, è possibile il trasporto facilitato del glucosio in queste cellule. Dopo una diminuzione della concentrazione di insulina nel sangue, i trasportatori del glucosio si spostano nuovamente nel citoplasma e il flusso di glucosio nella cellula si interrompe.
Il glucosio passa nelle cellule del fegato con la partecipazione di GLUT-2, indipendentemente dall'insulina. Sebbene l'insulina non influenzi il trasporto del glucosio, migliora indirettamente l'afflusso di glucosio negli epatociti durante la digestione inducendo la sintesi della glucochinasi e accelerando così la fosforilazione del glucosio.
Il trasporto del glucosio dall'urina primaria alle cellule dei tubuli renali avviene per trasporto attivo secondario. A causa di ciò, il glucosio può entrare nelle cellule dei tubuli anche se la sua concentrazione nell'urina primaria è inferiore a quella nelle cellule. Il glucosio viene riassorbito dall'urina primaria quasi completamente (99%) nella parte terminale dei tubuli.
Sono noti vari disturbi nel lavoro dei trasportatori di glucosio. Un difetto ereditario in queste proteine può essere alla base dell'insulino-indipendente diabete.
Fine del lavoro -
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Corso di lezioni di biochimica
Manuale per gli studenti delle facoltà di medicina e pediatria di Grodno UDC BBK K93
Amminoacidi modificati presenti nelle proteine
La modifica dei residui di amminoacidi viene effettuata già nella composizione delle proteine, cioè solo dopo la fine della loro sintesi. La molecola di collagene contiene: 4-g
Peptidi
Un peptide è costituito da due o più residui amminoacidici legati da legami peptidici. I peptidi contenenti fino a 10 aminoacidi sono chiamati oligopeptidi. Spesso dentro
Livelli di organizzazione strutturale delle proteine
La struttura primaria è una sequenza lineare rigorosamente definita di amminoacidi nella catena polipeptidica. Principi strategici per lo studio della struttura primaria delle proteine
Metodi per la determinazione degli amminoacidi C-terminali
1. Metodo Akabori. 2. Metodo con carbossipeptidasi. 3. Metodo con boroidruro di sodio. Modelli generali riguardanti ami
Il ruolo degli accompagnatori nella protezione delle proteine cellulari dallo stress denaturante
Gli chaperoni coinvolti nella protezione delle proteine cellulari dagli effetti denaturanti, come accennato in precedenza, sono indicati come proteine da shock termico (HSP) e sono spesso indicati in letteratura come HSP.
Malattie associate al ripiegamento proteico alterato
I calcoli hanno dimostrato che solo una piccola parte delle varianti teoricamente possibili delle catene polipeptidiche può assumere una struttura spaziale stabile. La maggior parte di queste proteine
Il centro attivo delle proteine e la selettività del suo legame al ligando
Il centro attivo delle proteine \u200b\u200bè una certa sezione di una molecola proteica, solitamente situata nella sua rientranza, formata da radicali amminoacidici assemblati in un certo spazio.
Ruolo dei metalli nella catalisi enzimatica
Un ruolo altrettanto importante è assegnato agli ioni metallici nell'attuazione della catalisi enzimatica. Partecipazione dei metalli alla catalisi elettrofila. H
Variazioni di energia nelle reazioni chimiche
Qualsiasi reazione chimica procede, obbedendo a due leggi fondamentali della termodinamica: la legge di conservazione dell'energia e la legge dell'entropia. Secondo queste leggi, l'energia totale di un sistema chimico e del suo ambiente
Il ruolo del sito attivo nella catalisi enzimatica
Come risultato della ricerca, è stato dimostrato che la molecola dell'enzima, di regola, è molte volte più grande della molecola del substrato che subisce la trasformazione chimica da parte di questo enzima. VKontakte
catalisi covalente
La catalisi covalente si basa sull'attacco di gruppi nucleofili (a carica negativa) o elettrofili (a carica positiva) del sito attivo dell'enzima da parte di molecole di substrato con la formazione di coval
inibizione irreversibile
L'inibizione irreversibile si osserva nel caso della formazione di legami stabili covalenti tra la molecola inibitrice e l'enzima. Molto spesso, il sito attivo dell'enzima subisce modifiche. Di conseguenza
Inibizione reversibile
Gli inibitori reversibili si legano all'enzima mediante deboli legami non covalenti e, in determinate condizioni, sono facilmente separati dall'enzima. Gli inibitori reversibili sono competitivi e alcuni
Antimetaboliti come farmaci
Come inibitori di enzimi mediante un meccanismo competitivo in pratica medica utilizzare sostanze chiamate antimetaboliti. Questi composti, essendo analoghi strutturali di substrati naturali
Regolazione dell'attività catalitica degli enzimi mediante interazioni proteina-proteina
Alcuni enzimi modificano la loro attività catalitica a seguito di interazioni proteina-proteina. Esistono 2 meccanismi di attivazione enzimatica che utilizzano le interazioni proteina-proteina:
Regolazione dell'attività catalitica degli enzimi mediante proteolisi parziale (limitata).
Alcuni enzimi che funzionano al di fuori delle cellule (nel tratto gastrointestinale o nel plasma sanguigno) sono sintetizzati come precursori inattivi e si attivano solo a seguito dell'idrolisi di uno o più
Enzimopatie
Al centro di molte malattie vi sono le violazioni del funzionamento degli enzimi nella cellula: le enzimopatie. Le enzimopatie acquisite, così come le proteinopatie in generale, sembrano essere osservate in tutte le malattie.
L'uso di enzimi come farmaci
L'uso di enzimi come agenti terapeutici ha molte limitazioni a causa della loro elevata immunogenicità. Tuttavia, la terapia enzimatica viene attivamente sviluppata nel seguito
Struttura e funzioni del DNA
Il DNA ha strutture primarie, secondarie e terziarie. La struttura primaria del DNA è l'ordine di alternanza dei desossiribonucleosidi monofosfati (dNMP) in una catena polinucleotidica. Insomma, questo
Organizzazione del genoma umano
La lunghezza totale del DNA dell'insieme aploide di 23 cromosomi umani è 3,5 × 109 paia di basi. Questa quantità di DNA è sufficiente per creare diversi milioni di geni. Tuttavia, la verità
Tipi e caratteristiche dell'organizzazione strutturale dell'RNA
Una molecola di RNA è costituita da una singola catena polinucleotidica. Sezioni separate della catena formano anelli a spirale - forcine, a causa di legami idrogeno tra basi azotate complementari
Ibridazione degli acidi nucleici
struttura secondaria acidi nucleici formato a causa di interazioni deboli - idrogeno e idrofobo. Quando la soluzione di DNA viene riscaldata, tali legami vengono distrutti e le catene polinucleotidiche divergono.
Metodi per lo studio della struttura degli acidi nucleici
Per un certo numero di anni, la struttura primaria degli acidi nucleici è stata giudicata da dati indiretti (è stato stimato il numero di basi puriniche e pirimidiniche, la distribuzione delle basi minori, le caratteristiche fisiche
Biosintesi del DNA
La duplicazione del DNA negli eucarioti entra nella fase S ciclo cellulare. L'inizio della replicazione è regolato da specifiche molecole proteiche segnale - fattori di crescita. Si legano ai recettori della membrana cellulare
riparazione del DNA
L'elevata stabilità del DNA è assicurata non solo dal conservatorismo della sua struttura e dall'elevata accuratezza della replicazione, ma anche dalla presenza di speciali sistemi di riparazione nelle cellule di tutti gli organismi viventi.
Biosintesi dell'RNA
La trascrizione è il primo passo nell'implementazione delle informazioni genetiche in una cellula. Durante questo processo avviene la sintesi di una catena di RNA, la cui sequenza nucleotidica è complementare a
Regolamento di trascrizione
La trascrizione non è associata alle fasi del ciclo cellulare; può accelerare e rallentare a seconda del bisogno della cellula o dell'organismo per una particolare proteina. Tale divertimento selettivo
Elaborazione dell'RNA
Tutti i tipi di RNA sono sintetizzati come precursori e richiedono elaborazione (maturazione). L'elaborazione dell'mRNA inizia con il capping
trascrizione inversa
Alcuni virus contenenti RNA (virus del sarcoma di Rous, HIV) hanno un enzima unico: la DNA polimerasi RNA-dipendente, spesso chiamata trascrittasi inversa
Attivazione degli amminoacidi
Nella fase di preparazione per la sintesi, ciascuno dei 20 amminoacidi proteinogenici è attaccato con un gruppo α-carbossilico al radicale 2¢- o 3¢-idrossile dell'estremità accettore
Sintesi proteica negli eucarioti
Nel corso della sintesi proteica, le informazioni vengono lette dall'mRNA nella direzione dall'estremità 5¢- all'estremità 3¢, fornendo la sintesi del peptide dall'N- al C-terminale. Gli eventi sul ribosoma includono fasi di iniziazione
Cambiamenti post-traduzionali nelle proteine
Molte proteine sono sintetizzate in forma inattiva (precursori) e, dopo la convergenza con i ribosomi, subiscono modificazioni strutturali postsintetiche. Questi conformazionali e modifiche strutturali polipo
Regolazione della sintesi proteica
Le cellule somatiche di tutti i tessuti e gli organi di un organismo multicellulare contengono le stesse informazioni genetiche, ma differiscono l'una dall'altra nel contenuto di determinate proteine. Prua, testa
Inibitori della biosintesi della matrice
Esiste grande gruppo sostanze che inibiscono la sintesi di DNA, RNA o proteine. Alcuni di loro hanno trovato applicazione in medicina per il trattamento di malattie infettive e malattie neoplastiche, mentre altri lo sono
L'uso della tecnologia del DNA in medicina
I risultati nel campo della biologia molecolare hanno influenzato in modo significativo la medicina moderna: non solo hanno approfondito la conoscenza delle cause di molte malattie, ma hanno anche contribuito allo sviluppo di nuovi approcci alla loro
Vie specifiche e generali del catabolismo
Ci sono tre fasi nel catabolismo: 1). I polimeri vengono convertiti in monomeri (proteine in amminoacidi, carboidrati in monosaccaridi, lipidi in glicerolo e acidi grassi). Chimico
Metaboliti in condizioni normali e patologiche
Centinaia di metaboliti si formano ogni secondo in una cellula vivente. Tuttavia, le loro concentrazioni sono mantenute a un certo livello, che è una specifica costante biochimica o re
Livelli di studio del metabolismo
Livelli di studio del metabolismo: 1. L'intero organismo. 2. Organi isolati (perfusi). 3. Sezioni di tessuti. 4. Colture cellulari. 5. Omo
Lipidi di membrana
I lipidi di membrana sono molecole anfifiliche, cioè la molecola contiene sia gruppi idrofili (teste polari) sia radicali alifatici (code idrofobe) che formano spontaneamente un doppio strato;
Meccanismi di trasporto di sostanze di membrana
Esistono diversi modi per trasferire sostanze attraverso una membrana: la diffusione semplice è il trasferimento di piccole molecole neutre lungo un gradiente di concentrazione senza energia e
Organizzazione strutturale della catena respiratoria tissutale
I componenti della catena respiratoria nella membrana interna dei micocondri formano complessi: complesso I (NADH-CoQH2-reduttasi) - accetta l'elettro
Fosforilazione ossidativa dell'ATP
La fosforilazione ossidativa è il processo di formazione dell'ATP, associato al trasporto di elettroni lungo la catena respiratoria del tessuto dal substrato ossidato all'ossigeno. Gli elettroni sono sempre impegnati
Ipotesi chemiosmotica di Peter Mitchell (1961)
I principali postulati di questa teoria sono: la membrana interna dei mitocondri è impermeabile agli ioni H+ e OH−; a causa dell'energia del trasporto di elettroni attraverso
La struttura dell'ATP sintasi
L'ATP sintasi è una proteina integrale della membrana interna dei mitocondri. Si trova in prossimità della catena respiratoria ed è indicato come complesso V. L'ATP sintasi consiste di 2 subunità, circa
Disturbi del metabolismo energetico
Tutte le cellule viventi hanno costantemente bisogno di ATP per funzionare vari tipi attività. La violazione di qualsiasi fase del metabolismo, che porta alla cessazione della sintesi di ATP, è fatale per la cellula. tessuti
Tipo di ossidazione perossidasica
Ossidazione del substrato per deidrogenazione. Due atomi di idrogeno vengono trasferiti a una molecola di ossigeno per formare un perossido: ossido dipendente dal FAD
Tipo di ossidazione monoossigenasi
Le monoossigenasi (idrossilasi) catalizzano l'incorporazione di un atomo di una molecola di ossigeno nel substrato. Un altro atomo di ossigeno viene ridotto ad acqua. Per il funzionamento del sistema monoossigenasi
Specie reattive dell'ossigeno (radicali liberi)
Nel corpo, come risultato delle reazioni redox, le specie reattive dell'ossigeno (ROS) vengono costantemente generate durante la riduzione di un elettrone dell'ossigeno (una molecola e
Perossidazione lipidica (LPO)
Le reazioni LPO sono radicali liberi e si verificano costantemente nel corpo, così come le reazioni di formazione di ROS. Normalmente, sono mantenuti a un certo livello e svolgono una serie di funzioni.
Sistemi antiossidanti del corpo
Nell'organismo, l'effetto tossico delle specie reattive dell'ossigeno è prevenuto dal funzionamento dei sistemi di difesa antiossidanti. Normalmente, viene mantenuto un equilibrio tra ossidativo (pro-ossidante)
Recettori ormonali
Azione biologica ormoni si manifesta attraverso la loro interazione con i recettori delle cellule bersaglio. Vengono chiamate le cellule più sensibili all'influenza di un particolare ormone
Sistema guanilato ciclasi
Questo sistema, che genera cGMP as intermediario secondario, accoppiato alla guanilato ciclasi. Questo enzima catalizza la formazione di cGMP da GTP (simile all'adenilato ciclasi). c molecole
Monossido di azoto
L'ossido nitrico è formato dall'amminoacido arginina con la partecipazione di un complesso sistema enzimatico Ca2+-dipendente chiamato NO-sintasi, che è presente nel tessuto nervoso, nell'endote
Il meccanismo di trasmissione del segnale ormonale attraverso i recettori intracellulari
La trasmissione del segnale di ormoni con proprietà lipofile (ormoni steroidei) e tiroxina è possibile quando attraversano la membrana plasmatica delle cellule bersaglio. I recettori ormonali si trovano nel citosol
Ormoni dell'ipotalamo e della ghiandola pituitaria
Liberine Statine Ormoni ipofisari tropici Thyreoliberin Corticoliberin Somatoliberin Luliberin Fallo
Ormoni tiroidei
Principali ormoni ghiandola tiroidea- tiroxina (tetraiodotironina, T4) e triiodotironina (T3), che sono prodotti iodati
Azione biologica
I tessuti del corpo sono divisi in due tipi in base alla sensibilità all'insulina: 1) insulino-dipendente - connettivo, adiposo, muscolare; tessuto meno sensibile all'insulina
Ipofunzione del pancreas
Con una secrezione insufficiente di insulina, si sviluppa il diabete mellito. Esistono due tipi di diabete mellito: insulino-dipendente (tipo I) e non insulino-dipendente (tipo II). Insul
Glucagone
Il glucagone è un polipeptide a catena singola costituito da 29 residui di amminoacidi. È sintetizzato nelle cellule α delle isole di Langerhans, nelle cellule neuroendocrine dell'intestino. effetti G
Ipofunzione delle ghiandole paratiroidi (ipoparatiroidismo)
Il sintomo principale dell'ipoparatiroidismo dovuto all'insufficienza ghiandole paratiroidi, ipocalcemia. Di conseguenza, aumenta l'eccitabilità neuromuscolare, che si manifesta con attacchi di tonico
Ormoni del midollo surrenale
Nel midollo surrenale, le cellule cromaffini sintetizzano le catecolamine: dopamina, adrenalina e norepinefrina. Un immediato precursore delle catecole
Azione biologica
L'effetto dei glucocorticoidi sul metabolismo è associato alla loro capacità di influenzare in modo coordinato diversi tessuti e diversi processi, sia anabolici (nel fegato) che
Mineralcorticoidi
L'aldosterone è il mineralcorticoide più attivo. La sintesi e la secrezione di aldosterone da parte delle cellule della zona glomerulosa surrenale sono stimolate da una bassa concentrazione di Na
ormoni sessuali maschili
Ormoni sessuali maschili - androgeni (dal greco "andros" - maschio) - testosterone, diidrotestosterone, androsterone. Sintetizzato nelle cellule di Leydig
Steroide anabolizzante
Gli steroidi anabolizzanti sono sostanze sintetiche simili nella struttura agli androgeni, con elevata attività anabolica e bassa androgenica. L'azione degli steroidi anabolizzanti si manifesta in
ormoni sessuali femminili
Questi includono estrogeni (steroidi C18) e progestinici (steroidi C21). Gli estrogeni si formano per aromatizzazione degli androgeni. Nelle ovaie dall'impasto
Azione sugli organi non genitali
Agendo sul cervello, gli estrogeni forniscono la formazione dell'istinto sessuale e stato mentale donne. Gli estrogeni hanno effetti anabolici
Eicosanoidi
Eicosanoidi - biologicamente sostanze attive, sintetizzato dalla maggior parte delle cellule da acidi grassi polienici contenenti 20 atomi di carbonio ("eikosa" - in greco significa 20). Eicosanoi
Nomenclatura degli eicosanoidi
Prostacicline - IGP2, IGP3. La prostaciclina PGI2 è sintetizzata nell'endotelio vascolare, nel muscolo cardiaco, nel tessuto uterino e nella mucosa gastrica. Si è espanso
L'uso degli ormoni in medicina
1. Gli ormoni vengono utilizzati per compensare la loro carenza nel corpo durante l'ipofunzione ghiandole endocrine (terapia sostitutiva): Insulina - nel diabete mellito; Tyrok
Caratteristiche principali delle vitamine idrosolubili
Nome Fabbisogno giornaliero, mg Forma del coenzima Funzioni biologiche Caratteristiche peculiari beriberi
Caratteristiche principali delle vitamine liposolubili
Nome fabbisogno giornaliero mg Funzioni biologiche Segni caratteristici di avitaminosi A
Fornire al corpo vitamine
Il cibo è la fonte di vitamine per l'uomo. Un ruolo importante nella formazione delle vitamine appartiene ai batteri intestinali che sintetizzano un numero di vitamine. Vitamine idrosolubili nei tessuti
Ipovitaminosi
Il fabbisogno di vitamine di una persona dipende dal sesso, dall'età, dallo stato fisiologico e dall'intensità del travaglio. L'hara ha un'influenza significativa sul bisogno umano di vitamine
Ipervitaminosi
Malattie derivanti da un'assunzione eccessiva vitamine idrosolubili non sono descritti. Viene utilizzata la parte fisiologicamente necessaria delle vitamine che entrano nel corpo
L'uso delle vitamine nella pratica clinica
L'uso di vitamine in prevenzione e scopi medicinali può essere sistematizzata come segue. IN finalità preventive: 1. Professionista
Antivitaminici
Gli antivitaminici sono sostanze che provocano una diminuzione o la completa perdita dell'attività biologica delle vitamine. Gli antivitaminici possono essere suddivisi in due gruppi principali: 1) antivitaminici, che
Antivitaminici
Vitamina Antivitaminico Il meccanismo d'azione dell'antivitaminico L'uso dell'antivitaminico 1. Para-amino-ben
Metabolismo del fruttosio
Una quantità significativa di fruttosio, che si forma durante la scomposizione del saccarosio, prima di entrare nel sistema della vena porta, viene convertita in glucosio già nelle cellule intestinali. Il resto del fruttosio viene assorbito
Metabolismo del lattosio
Il lattosio, un disaccaride che si trova solo nel latte, è costituito da galattosio e glucosio. Il lattosio è sintetizzato solo dalle cellule secretorie delle ghiandole dei mammiferi durante l'allattamento. È presente nel latte
ossidasi
La percentuale di glucosio deviato al metabolismo lungo la via dell'acido glucuronico è molto piccola rispetto alla grande quantità che viene scomposta durante la glicolisi o la sintesi del glicogeno. tuttavia, io
Insulina
Riso. 18.-1. Regolazione dell'attività della glicogeno sintasi. La degradazione del glicogeno può avvenire in due modi. 1. Idrolitico - con la partecipazione dell'amilasi alla formazione
Regolazione della sintesi del triacilglicerolo
Nel periodo di assorbimento, con un aumento del rapporto insulina/glucagone, si attiva la sintesi di TAG nel fegato. Nel tessuto adiposo viene indotta la sintesi della lipoprotenlipasi (LPL), cioè durante questo periodo l'atto
Regolazione della mobilizzazione del triacilglicerolo
La mobilizzazione dei TAG depositati è stimolata dal glucagone e dall'adrenalina e, ma in misura molto minore, dall'ormone della crescita e dal cortisolo. Nel periodo post-assorbimento e durante il digiuno, glucagone, azione
Obesità
Lo stato in cui il peso corporeo è superiore del 20% a quello ideale per un dato individuo è considerato obeso. Si sviluppa quando i processi di lipogenesi predominano nel tessuto adiposo. La formazione degli adipociti
Metabolismo degli acidi grassi
Gli acidi grassi rilasciati durante la lipolisi entrano nel flusso sanguigno e vengono trasportati in uno stato legato all'albumina sierica. L'assunzione di FFA è accompagnata dalla comparsa nel plasma anche di hl
Scambio di corpi chetonici
Durante il digiuno, prolungato attività fisica e nei casi in cui le cellule non ricevono abbastanza glucosio (disturbi gastrointestinali nei bambini, dieta a basso contenuto di carboidrati, ecc.).
Sintesi degli acidi grassi
La sintesi degli acidi grassi avviene principalmente nel fegato, in misura minore - nel tessuto adiposo e nella ghiandola mammaria in allattamento. Glicolisi e successiva decarbossilazione ossidativa del piru
Biochimica dell'aterosclerosi
L'aterosclerosi è una patologia caratterizzata dalla comparsa di placche aterogene sulla superficie interna della parete vascolare. Uno dei motivi principali per lo sviluppo di una tale patologia è uno squilibrio tra
Digestione delle proteine nel tratto gastrointestinale
La digestione delle proteine inizia nello stomaco sotto l'azione degli enzimi. succo gastrico. Ne vengono rilasciati fino a 2,5 litri al giorno e si differenzia dagli altri succhi digestivi in maniera altamente acida.
Decomposizione delle proteine nei tessuti
Viene effettuato con l'aiuto di enzimi lisosomiali proteolitici catepsine. Secondo la struttura del centro attivo si distinguono cisteina, serina, carbossilico e metallops.
Trasformazione degli aminoacidi da parte della microflora intestinale
I microrganismi intestinali hanno un insieme di sistemi enzimatici diversi dai corrispondenti enzimi dei tessuti umani e catalizzano un'ampia varietà di trasformazioni.
Transaminazione degli amminoacidi
Transaminazione - reazioni di trasferimento di un gruppo a-amminico da un amminoacido a un acido a-cheto, con conseguente formazione di un nuovo chetoacido e di un nuovo amminoacido. Le reazioni sono catalizzate dalla fattoria
Il significato biologico della transaminazione
La transaminazione è il primo passo nella deaminazione della maggior parte degli amminoacidi, cioè fase iniziale del loro catabolismo. I chetoacidi risultanti vengono ossidati nel TCA o utilizzati per
Deaminazione ossidativa del glutammato
La deaminazione dell'acido glutammico si verifica più attivamente nei tessuti. La reazione è catalizzata dall'enzima glutammato deidrogenasi, che differisce in qualche modo dalle tipiche ossidasi con L-ami
Deaminazione indiretta di amminoacidi
La maggior parte degli aminoacidi non può essere deaminata in un solo passaggio come il glutammato. I gruppi amminici di questi amminoacidi vengono trasferiti all'a-chetoglutarato per formare l'acido glutammico.
Ammine biogeniche
L'istamina è prodotta dalla decarbossilazione dell'istidina nei mastociti. tessuto connettivo. Nel corpo umano svolge le seguenti funzioni: Stimola la secrezione dello stomaco
Vie del catabolismo dello scheletro carbonioso degli amminoacidi
La transaminazione e la deaminazione degli amminoacidi porta alla formazione di scheletri di carbonio privi di azoto di amminoacidi - α-chetoacidi. Le proteine sono costituite da 20 aminoacidi che differiscono nella struttura.
Disintossicazione tissutale dall'ammoniaca
Viene effettuato nei tessuti (cervello, retina, muscoli, fegato, reni, ecc.) in tre modi principali: 1. Il modo principale è il legame di NH3 con l'acido glutammico per formare
Neutralizzazione generale (finale) dell'ammoniaca
Formazione ed escrezione di sali di ammonio. Il ruolo della glutaminasi. Nei reni, sotto l'azione della glutaminasi, la glutammina viene idrolizzata con formazione di ammoniaca. Questo processo è uno
Disturbi della sintesi e dell'escrezione dell'urea
L'iperammoniemia è un aumento della concentrazione di ammoniaca nel sangue. L'intossicazione da ammoniaca è alla base dello sviluppo del coma epatico. Uno dei motivi principali della tossicità dell'NH3 per molecola
Metabolismo della metionina
La metionina è un amminoacido essenziale. Il gruppo metilico della metionina è un frammento mobile a un carbonio utilizzato per la sintesi di numerosi composti. Trasferimento del gruppo metionina metile al corrispondente
Reazione di attivazione della metionina
La forma attiva della metionina è la S-adenosilmetionina (SAM), risultante dall'aggiunta di metionina a una molecola di adenosina. L'adenosina si forma dall'idrolisi dell'ATP. Questa reazione
Metabolismo della fenilalanina e della tirosina
La fenilalanina è un amminoacido essenziale, poiché il suo anello benzenico non è sintetizzato nelle cellule animali. Il metabolismo della metionina viene effettuato in 2 modi: è incluso nelle proteine o pr
Fenilchetonuria
Nel fegato di persone sane, una piccola parte di fenilalanina (fino al 10%) viene convertita in fenillattato e fenilacetilglutamina. Questo percorso del catabolismo della fenilalanina diventa il principale quando il percorso principale è disturbato -
xantinuria
La xantinuria è un'enzimopatia ereditaria associata a un difetto della xantina ossidasi, che porta a un alterato catabolismo delle purine fino a acido urico. Può essere osservato nel plasma e nelle urine
Regolazione allosterica delle vie metaboliche
I regolatori allosterici sono, di norma, di due tipi: 1. Prodotti finali di catene di reazioni successive che regolano la loro sintesi mediante il principio di feedback.
Il rapporto del metabolismo
Il metabolismo nel suo insieme non va inteso come la somma degli scambi di proteine, acidi nucleici, carboidrati e lipidi. Come risultato dell'interazione degli scambi di singole classi di composti organici
Il ruolo del fegato nel metabolismo dei carboidrati
Il ruolo principale del fegato nel metabolismo dei carboidrati è mantenere normali livelli di glucosio nel sangue, cioè nella regolazione della normoglicemia. Ciò si ottiene attraverso
Smaltimento dei normali metaboliti
1. Neutralizzazione dei pigmenti. Nelle cellule del sistema reticoloendoteliale del fegato, procede il catabolismo dell'eme in bilirubina, coniugazione della bilirubina con acido glucuronico negli epatociti e p
Neutralizzazione degli xenobiotici
La neutralizzazione della maggior parte degli xenobiotici avviene in 2 fasi: I - fase di modificazione chimica; II - fase di coniugazione. Modifica chimica
Catabolismo dell'eme
La bilirubina si forma durante la scomposizione dell'emoglobina (Fig. 28.2). Questo processo avviene nelle cellule del fegato, della milza e del midollo osseo. La bilirubina è il principale pigmento biliare nell'uomo. Alla rottura
Ittero. Diagnosi differenziale
L'ittero è una malattia caratterizzata da una colorazione gialla della pelle e delle mucose a causa dell'accumulo di bilirubina. La ragione principale di questo fenomeno è l'iperbilirubinemia. Cause di iperbilirubinemia m
Ittero neonatale
Un tipo di ittero emolitico nei neonati è "ittero fisiologico". Si osserva nei primi giorni di vita di un bambino. Le ragioni dell'aumento della concentrazione di bilirubina indiretta in
Meccanismi biochimici dello sviluppo dell'insufficienza epatica
L'insufficienza epatica è una condizione che combina vari disturbi della funzionalità epatica, che in seguito possono essere completamente compensati, progredire o
Metodi biochimici per la diagnosi del danno epatico
I test di laboratorio biochimici possono essere indicatori altamente sensibili di danno epatico. I risultati delle analisi biochimiche indicano la natura della malattia del fegato, consentono
Distribuzione dei fluidi nel corpo
Per svolgere funzioni specifiche, le cellule richiedono un ambiente stabile, compreso un apporto stabile di nutrienti e una costante escrezione di prodotti metabolici. La base dell'interno
Soluti
I fluidi corporei contengono due tipi di soluti, non elettroliti ed elettroliti. 1. Non elettroliti. Sostanze che non si dissociano in soluzione e sono misurate da
Acqua, ruolo biologico, ricambio idrico
L'acqua nel corpo è in tre stati: 1. Acqua costituzionale (fortemente legata), inclusa nella struttura di proteine, grassi, carboidrati. 2. Acqua debolmente legata di strati di diffusione e
Regolazione del volume del liquido extracellulare
Si possono osservare fluttuazioni significative nel volume della parte interstiziale del fluido extracellulare senza un effetto pronunciato sulle funzioni corporee. Parte vascolare del liquido extracellulare
Disturbi dell'equilibrio acido-base
Le violazioni si verificano quando i meccanismi di mantenimento della CR non sono in grado di impedire i turni. Si possono osservare due stati estremi. Acidosi: un aumento della concentrazione di ioni idrogeno o p
Funzioni biologiche di base
1. Strutturale: partecipa alla formazione delle strutture spaziali dei biopolimeri e di altre sostanze. 2. Cofattore - partecipazione all'istruzione centri attivi enzimi.
Calcio, ruolo biologico, metabolismo, regolazione
Ruolo biologico: struttura del tessuto osseo, denti; contrazione muscolare eccitabilità sistema nervoso; un messaggero intracellulare
Fosforo, ruolo biologico, metabolismo, regolazione
Ruolo biologico: formazione (insieme al calcio) della struttura del tessuto osseo; struttura di DNA, RNA, fosfolipidi, coenzimi; papavero educativo
Oligoelementi essenziali
Microelementi essenziali - microelementi senza i quali il corpo non può crescere, svilupparsi ed eseguire il suo naturale ciclo vitale. Gli elementi essenziali includono: ghiandole
Funzioni del sangue
Il sangue trasporta vari sostanze chimiche attraverso i vasi sanguigni. 1. Funzione respiratoria– trasferimento di ossigeno dai polmoni ai tessuti e di CO2 dai tessuti ai
Caratteristiche del metabolismo nelle cellule del sangue
Eritrociti: 1. Gli eritrociti maturi mancano di un nucleo, quindi le proteine non vengono sintetizzate nella cellula. L'eritrocita è quasi completamente riempito di emoglobina. 2. I globuli rossi non hanno mitoch
Derivati dell'emoglobina
La molecola di emoglobina interagisce con vari ligandi, formando derivati dell'emoglobina. 1. Deossiemoglobina - HHb - non associata a
Emoglobinopatie
Tutte le anomalie strutturali della parte proteica dell'emoglobina sono chiamate emoglobinosi. Distingua: hemoglobinopathies; talassemia. Gemogle
scambio di ferro
Il corpo di un adulto contiene 3-4 g di ferro, di cui circa 3,5 g sono nel plasma sanguigno. L'emoglobina RBC contiene circa il 68% di tutto il ferro nel corpo.
anemia da carenza di ferro
L'anemia da carenza di ferro si sviluppa a causa di un alterato metabolismo del ferro. Si incontri più spesso di altre forme di anemia. I motivi principali: - cro cronico
Caratterizzazione delle proteine del siero
Proteine del complemento: questo sistema comprende 20 proteine che circolano nel sangue sotto forma di precursori inattivi. La loro attivazione avviene sotto l'azione di speciali
Emofilia
L'emofilina è una malattia ereditaria causata dall'assenza di alcuni fattori di coagulazione del sangue. L'emofilia A è associata a carenza di fattore VIII, emofilia B
Caratteristiche dei processi biochimici nel tessuto renale
· Elevata intensità del metabolismo energetico. I grandi costi dell'ATP sono associati ai processi di trasporto attivo durante il riassorbimento, la secrezione e anche la biosintesi delle proteine. percorso principale
Funzioni della corrente plasmatica assonale
1. Rimborso continuativo parti costitutive neuroni in condizioni normali e patologiche. 2. Rilascio di sostanze da un neurone in connessione con trasferimento sinaptico, suo trophic e altro
Metabolismo degli amminoacidi liberi nel cervello
Gli amminoacidi svolgono un ruolo importante nel metabolismo e nel funzionamento del sistema nervoso centrale. Ciò è spiegato non solo dal ruolo esclusivo degli aminoacidi come fonti della sintesi di grandi dimensioni
Neuropeptidi
Recentemente, c'è stato un aumento significativo dell'interesse per il controllo delle funzioni cerebrali più importanti con l'aiuto dei peptidi. È stato scoperto un numero abbastanza elevato di peptidi capaci di
Metabolismo energetico nel tessuto nervoso
caratteristiche peculiari metabolismo energetico nel tessuto cerebrale sono: 1. La sua alta intensità rispetto ad altri tessuti. 2. Consumo ad alta velocità
Fondamenti neurochimici della memoria
La memoria è un processo complesso e non ancora sufficientemente studiato, che comprende le fasi di cattura, immagazzinamento e recupero delle informazioni in arrivo. Tutte queste fasi sono strettamente correlate tra loro e spesso
Liquido cerebrospinale (CSF o liquido cerebrospinale)
La quantità totale di liquido cerebrospinale in un adulto è di 100-150 ml, nei bambini di 80-90 ml. Il tasso di formazione del liquido cerebrospinale varia da 350 a 750 ml / giorno. Il liquido cerebrospinale viene aggiornato 3-7 volte al giorno, h
Proteine muscolari
Esistono tre gruppi di proteine: proteine miofibrillari - 45%; Proteine sarcoplasmatiche - 35%; proteine stromali - 20%. I. Miofibrillare
Meccanismi biochimici di contrazione e rilassamento muscolare
Il ciclo biochimico della contrazione muscolare è costituito da 5 fasi: 1-2-3 - fasi di contrazione; 4-5 - fasi di rilassamento. Fase 1 - nella fase di riposo delle miosine
Il ruolo degli ioni calcio nella regolazione della contrazione muscolare
Il ruolo chiave nella regolazione della contrazione muscolare spetta agli ioni calcio (Ca2+). Le miofibrille hanno la capacità di interagire con l'ATP e di contrarsi solo se c'è una certa quantità nell'ambiente.
Biochimica della fatica muscolare
L'affaticamento è uno stato del corpo che si verifica a seguito di un carico muscolare prolungato ed è caratterizzato da una temporanea diminuzione delle prestazioni.
Collagene
Nella matrice extracellulare, le molecole di collagene formano polimeri chiamati fibrille di collagene. Hanno una forza enorme e sono praticamente inestensibili (possono sopportare un carico di 10.000 r
Elastina
A differenza del collagene, che forma forti fibrille, l'elastina ha proprietà simili alla gomma. Filamenti di elastina contenuti nei tessuti dei polmoni, nelle pareti dei vasi sanguigni, nei legamenti elastici
Proteoglicani e glicoproteine
I proteoglicani sono composti macromolecolari costituiti da proteine (5-10%) e glicosaminoglicani (90-95%). Costituiscono la sostanza principale della matrice extracellulare. Glicosamino
metabolismo carboidrati glucosio glicolisi
Le proteine trasportatrici svolgono un ruolo nel trasporto del glucosio tra le cellule e il sangue. Queste proteine sono denominate GluT e sono numerate in base all'ordine in cui sono state trovate. Trasportano il glucosio tra le cellule e il sangue lungo un gradiente di concentrazione (a differenza dei trasportatori che trasportano MSc durante il loro assorbimento nell'intestino contro un gradiente di concentrazione). GluT1 si trova nell'endotelio BBB. Serve a fornire glucosio al cervello. GluT2 nella parete intestinale, fegato e reni - organi che rilasciano glucosio nel sangue. GluT3 si trova nei neuroni del cervello. GluT4 è il principale trasportatore di glucosio nei muscoli e negli adipociti. GluT5 si trova nell'intestino tenue, i dettagli della sua funzione sono sconosciuti.
Le seguenti cellule e tessuti utilizzano il glucosio in modo particolarmente intenso: 1) tessuto nervoso, Perché per lei il glucosio è l'unica fonte di energia, 2) muscoli (per generare energia per le contrazioni), 3) parete intestinale (l'assorbimento di varie sostanze richiede energia), 4) reni (la formazione dell'urina è un processo dipendente dall'energia), 5) ghiandole surrenali (l'energia è necessaria per la sintesi degli ormoni); 6) eritrociti; 7) tessuto adiposo (gli è necessario il glucosio come fonte di glicerolo per la formazione di TAG); 8) ghiandola mammaria, soprattutto durante l'allattamento (il glucosio è necessario per la formazione del lattosio).
Nei tessuti, circa il 65% del glucosio viene ossidato, il 30% va alla liponeogenesi, il 5% alla glicogenogenesi.
La funzione glucostatica del fegato è fornita da tre processi: 1) glicogenogenesi, 2) glicogenolisi, 3) gluconeogenesi (sintesi di glucosio da prodotti intermedi della scomposizione di proteine, lipidi, carboidrati).
Con un aumento della glicemia, il suo eccesso viene utilizzato per la formazione di glicogeno (glicogenogenesi). Con una diminuzione della glicemia, aumentano la glicogenolisi (la scomposizione del glicogeno) e la gluconeogenesi. Sotto l'influenza dell'alcol, la gluconeogenesi viene inibita, che è accompagnata da un calo della glicemia quando in gran numero alcool bevuto. Le cellule del fegato, a differenza di altre cellule, sono in grado di far passare il glucosio in entrambe le direzioni, a seconda della concentrazione di glucosio nella sostanza intercellulare e nel sangue. Pertanto, il fegato svolge una funzione glucostatica, mantenendo costante il contenuto di glucosio nel sangue, che è di 3,4-6,1 mmol/l. Fino a 10-14 giorni dopo la nascita si nota ipoglicemia fisiologica, ciò è dovuto al fatto che la comunicazione con la madre è cessata dopo il parto e le riserve di glicogeno sono poche.
Glicogenesi Il 5% del glucosio viene convertito in glicogeno. La formazione di glicogeno è chiamata glicogenogenesi. I 2/5 delle riserve di glicogeno (circa 150 grammi) si depositano nel parenchima epatico sotto forma di grumi (10% del peso grezzo del fegato). Il resto del glicogeno si deposita nei muscoli e in altri organi. Il glicogeno funge da riserva di GWL per tutti gli organi e tessuti. La riserva di GWL sotto forma di glicogeno è dovuta al fatto che il glicogeno, come IUD, a differenza del glucosio, non aumenta la pressione osmotica delle cellule.
La glicogenesi è un processo complesso a più stadi, che consiste nelle seguenti fasi: reazioni da sapere (solo testo), vedi. materiali pagina 35:
- 1 - Formazione di glucosio-6-fosfato - nel fegato sotto l'azione della glucochinasi e in altri tessuti sotto l'azione dell'esochinasi, il glucosio viene fosforilato e convertito in glucosio-6-fosfato (reazione irreversibile).
- 2 - Conversione del glucosio-6-fosfato in glucosio-1-fosfato Sotto l'azione della fosfoglucomutasi, il glucosio-1-fosfato si forma dal glucosio-6-fosfato (reazione reversibile).
- 3 - Formazione di UDP-glucosio - il glucosio-1-fosfato interagisce con l'UTP sotto l'azione dell'UDP-pirofosforilasi e si formano UDP-glucosio e pirofosfato (reazione reversibile)
- 4 - L'allungamento della catena del glicogeno inizia con l'inclusione dell'enzima glicogenina nel lavoro: l'UDP-glucosio interagisce con il gruppo OH della tirosina nell'enzima glicogenina (l'UDP viene staccato e, quando rifosforilato, dà nuovamente UTP). Quindi la glicogenina glicosilata interagisce con la glicogeno sintasi, sotto l'azione della quale vengono aggiunte fino a 8 molecole di UDP-glucosio in più al primo residuo di glucosio attraverso 1-4 legami. In questo caso, l'UDP viene scisso (reazioni, vedi p. 123 - Biochimica in diagrammi e disegni, 2a ed. - N.R. Ablaev).
- 5 - Ramificazione della molecola di glicogeno - sotto l'azione dell'amilo (14) (16) -transglucosidasi, si forma un legame alfa (16) - glicosidico (vedi film, non cancellare).
Pertanto, 1) la glicogeno sintetasi e l'amilotransglucosidasi prendono parte alla formazione di una molecola di glicogeno matura; 2) la sintesi del glicogeno richiede molta energia - per attaccare 1 molecola di glucosio a un frammento di glicogeno, vengono utilizzate 1 molecola di ATP e 1 molecola di UTP; 3) per avviare il processo è richiesta la presenza di un seme di glicogeno e di alcune proteine primer specializzate; 4) questo processo non è illimitato: il glucosio in eccesso viene convertito in lipidi.
Glicogenolisi Il processo di scomposizione del glicogeno viene effettuato in 2 modi: 1 via - fosforolisi, 2 vie - idrolisi.
La fosforolisi si verifica in molti tessuti (scriviamo subito le reazioni, apriamo solo il testo). Allo stesso tempo, gli acidi fosforici sono attaccati alle molecole di glucosio estreme e allo stesso tempo vengono staccati sotto forma di glucosio-1-fosfati. Accelera la reazione della fosforilasi. Il glucosio-1-fosfato si trasforma quindi in glucosio-6-fosfato, che non penetra nella membrana cellulare e viene utilizzato solo dove si è formato. Tale processo è possibile in tutti i tessuti tranne il fegato, in cui è presente molto enzima glucosio-6-fosfatasi, che accelera la scissione dell'acido fosforico e si forma glucosio libero, che può entrare nel sangue - mostra su pellicola, conosci le reazioni, vedere materiali pagina 36 -37 (non cancellare per aperto).
Obbligatorio sotto forma di testo - La fosforilasi non agisce sui legami glicosidici alfa (16). Pertanto, la distruzione finale del glicogeno viene effettuata dall'amilo-1,6-glucosidasi. Questo enzima esibisce 2 tipi di attività. In primo luogo, l'attività della transferasi, che trasferisce un frammento di 3 molecole di glucosio dalla posizione alfa (16) alla posizione alfa (14). In secondo luogo, l'attività della glucosidasi, che accelera la scissione del glucosio libero a livello del legame glicosidico alfa (16) (vedi film).
Il secondo modo di glicogenolisi - l'idrolisi, viene effettuato principalmente nel fegato sotto l'azione della gamma-amilasi. In questo caso, l'ultima molecola di glucosio viene scissa dal glicogeno e il glucosio libero può entrare nel sangue Conoscere le reazioni, vedere i materiali a pagina 37, mostrati su pellicola.
Pertanto, a seguito della glicogenolisi, si forma glucosio-monofosfato (durante la fosforolisi) o glucosio libero (durante l'idrolisi), che viene utilizzato per processi sintetici o subisce decomposizione (ossidazione).
Il glucosio può entrare nelle cellule dei tessuti corporei sia esogenamente dal cibo, sia formato endogenamente dal glicogeno immagazzinato (come risultato della glicogenolisi) o da altri substrati come lattato, glicerolo, amminoacidi (come risultato della gluconeogenesi). Il glucosio assorbito nell'intestino tenue entra nel fegato attraverso la vena porta ed entra negli epatociti. Per sua natura il glucosio è una sostanza idrofila, quindi non può ricadere liberamente attraverso la membrana fosfolipidica. Il meccanismo del suo trasporto viene eseguito con l'aiuto di proteine portatrici. Quando stimolato con insulina, si osserva un aumento del contenuto di queste proteine nelle membrane plasmatiche di 5-10 volte, mentre il loro contenuto diminuisce del 50-60% all'interno della cellula. Per stimolare il movimento delle proteine trasportatrici verso la membrana, sono necessari ulteriori effetti stimolatori dell'insulina. Ad oggi sono state identificate due classi di trasportatori del glucosio:
Na-glucosio cotrasportatore, che è espresso da speciali cellule ciliate epiteliali intestino tenue e rene prossimale. Questa proteina trasporta attivamente il glucosio dal lume intestinale o dal nefrone contro il gradiente di concentrazione legando il glucosio a quegli ioni sodio che vengono trasportati al di sotto del gradiente di concentrazione.
Trasportatori di glucosio proprietari. Queste sono proteine di membrana che si trovano sulla superficie di tutte le cellule e trasportano il glucosio al di sotto del gradiente di concentrazione. I trasportatori del glucosio effettuano il trasferimento del glucosio non solo all'interno della cellula, ma anche fuori dalla cellula e sono anche coinvolti nel movimento intracellulare del glucosio. Attualmente sono state descritte 6 proteine di trasporto del glucosio, GluT.
Nelle cellule, il glucosio viene fosforilato in una reazione di esochinasi, trasformandosi in glucosio-6-fosfato (Gl-6-P), Gl-6-P è un substrato di diverse vie metaboliche: sintesi del glicogeno, ciclo del pentoso fosfato, degradazione glicolitica a il lattato, o il metabolismo aerobico inizia con questa molecola completa scomposizione in CO 2 e H 2 O. Nelle cellule capaci di gluconeogenesi (cellule del fegato, reni, intestino), Gl-6-P può essere defosforilato ed entrare nel sangue nel sotto forma di glucosio libero ed essere trasportato ad altri organi e tessuti.
Il glucosio è particolarmente importante per le cellule cerebrali. Le cellule del sistema nervoso dipendono dal glucosio come principale substrato energetico. Allo stesso tempo, non ci sono riserve di glucosio nel cervello, non è sintetizzato lì, i neuroni non possono consumare altri substrati energetici, ad eccezione del glucosio e dei corpi chetonici, il glucosio può essere quasi completamente esaurito dal fluido extracellulare, poiché le cellule del sistema nervoso consumano glucosio in modo insulino-indipendente.
Glicogeno. Da Gl-6-P, come risultato dell'azione combinata della glicogeno sintetasi e di un enzima "ramificato", viene sintetizzato il glicogeno, un polimero che in apparenza ricorda un albero. Una molecola di glicogeno può contenere fino a un milione di monosaccaridi. In questo caso si verifica una sorta di cristallizzazione del glicogeno e non ha effetto osmotico. Questa forma è adatta per la conservazione in una gabbia. Se un tale numero di molecole di glucosio si dissolvesse, a causa delle forze osmotiche, la cellula verrebbe fatta a pezzi. Il glicogeno è una forma immagazzinata di glucosio ed energia. Si trova in quasi tutti i tessuti, nelle cellule del sistema nervoso la sua quantità minima, nel fegato e nei muscoli è particolarmente abbondante. Il glicogeno contiene solo 2 tipi di legami glicosidici: tipo a(1®4) e tipo a(1®6). Il legame di tipo a(1®4) si forma ogni 8-10 residui di D-glucosio (Fig. 4).
Glicogenolisi. Questo è il modo per abbattere il glicogeno. Il glicogeno nel corpo è immagazzinato principalmente nel fegato e muscoli scheletrici. Il glicogeno muscolare viene utilizzato come fonte di energia durante l'attività fisica intensa. La glicogenolisi nel fegato viene attivata in risposta a una diminuzione del glucosio durante le pause pasto o come risposta allo stress. I principali ormoni che attivano la glicogenolisi sono il glucagone, l'adrenalina (epinefrina) e il cortisolo (Tabella 2).
Tavolo 2
La glicogenolisi inizia con la scissione dei residui terminali di glucosio ai legami a(1®4), in questo processo la glicogeno fosforilasi è l'enzima chiave (Fig. 5.). La fosforilasi è attivata dalla fosforilazione che coinvolge la protein chinasi cAMP-dipendente e la fosforilasi chinasi. L'attivazione della fosforilasi è controllata dalle catecolamine (fegato, muscoli) e dal glucagone (fegato). Questi ormoni promuovono la scomposizione del glicogeno nel fegato e quindi la risposta iperglicemica. Il prodotto della reazione della fosforilasi è il glucosio-1-fosfato (G-1-P), che viene convertito in G-6-P con la partecipazione dell'enzima fosfoglucomutasi. Nel fegato, il glucosio è formato da G-6-P e G-1-P con la partecipazione degli enzimi G-6-Phtase e G-1-Phtase, rispettivamente. L'enzima fosforilasi è specifico solo per i legami a(1®4). Decompone il glicogeno fino a quando rimangono 3-4 residui di carboidrati all'estremità del ramo. Quindi agisce il complesso enzimatico della transglucosilasi e della glucosidasi. Il primo di questi enzimi trasferisce (trasloca) un breve segmento di residui di carboidrati all'estremità della catena a(1®4), il secondo separa il glucosio dal legame a(1®6). Il ciclo che coinvolge la fosforilasi e un complesso enzimatico che distrugge i rami del glicogeno si ripete. Circa il 90% del glucosio viene rilasciato dal glicogeno sotto forma di G-1-P quando il legame a(1®4) viene rotto, il 10% come glucosio libero quando il legame a(1®6) viene rotto. Il glucosio può essere formato dal glicogeno con la partecipazione dell'amil-1,6-glucosidasi, che scompone le catene laterali del glicogeno.
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Glicogenosi. Questo è un gruppo di malattie ereditarie associate a difetti enzimatici, in cui la scomposizione del glicogeno è compromessa (Fig. 5) e, nonostante l'enorme apporto di glicogeno negli organi, l'ipoglicemia si sviluppa nei bambini malati (Tabella 3).
Tabella 3
| Glicogenosi - malattie da accumulo di glicogeno | |||
| Tipo | Nome della malattia | Difetto enzimatico | Strutturale e manifestazioni cliniche difetto |
| IO | di von Gierke (Girke) | glucosio-6-fosfatasi | grave ipoglicemia post-assorbimento, acidosi lattica, iperlipidemia |
| II | Pompeo (Pompe) | α-glucosidasi lisosomiale | granuli di glicogeno nei lisosomi |
| III | di Cori (Corey) | transglucosilasi/glucosidasi | struttura del glicogeno alterata, ipoglicemia |
| IV | Andersen (Andersen) | enzima "ramificante". | struttura del glicogeno alterata |
| v | McArdle (McArdle) | fosforilasi muscolare | deposito di glicogeno nei muscoli, crampi durante l'esercizio |
| VI | Suo (Heru) | fosforilasi epatica | ipoglicemia, ma non così grave come nel tipo I |
La malattia di Gierke (glicogenosi di tipo I) è la più studiata, con questa malattia la scomposizione del glicogeno viene bloccata a causa dell'assenza dell'enzima glucosio-6-fosfatasi, la struttura del glicogeno è normale. La formazione di glucosio libero è disturbata, si forma molto lattato. L'ipoglicemia porta all'attivazione del metabolismo dei grassi, l'ossidazione dei lipidi è accompagnata dalla formazione di corpi chetonici. L'ipoglicemia si manifesta chiaramente nella determinazione della glicemia mediante metodi di glucosio ossidasi ed esochinasi, mentre il metodo riduttometrico secondo Hagedorn, a causa della presenza di sostanze riducenti nel sangue, i risultati della determinazione del glucosio sono significativamente distorti. Il valore dei test di adrenalina e glucagone è ottimo, poiché l'adrenalina e il glucagone non aumentano i livelli di glucosio nel sangue a causa dell'incapacità del fegato di fornire glucosio libero dal glicogeno.
STORIA DEL CASO N. 1
MALATTIA DI GIRKE (GLICOGENOSI IN CARENZA DI FASE G-6)
Una bambina di 6 mesi era costantemente capricciosa, aveva un aspetto malaticcio, si stancava rapidamente, cadeva in sonnolenza, aveva spesso disturbi digestivi e si osservava un significativo ingrossamento del fegato.
Analisi di laboratorio:
Glicemia (1 ora dopo l'alimentazione) - 3,5 mmol/l (intervallo di riferimento » 5 mmol/l)
4 ore dopo l'alimentazione, sullo sfondo dei segni di uno stato di malattia con un polso di 110 per 1 min, il livello di glucosio era di 2 mmol/l. I sintomi sono stati alleviati dopo aver mangiato. Una biopsia epatica ha mostrato massicci depositi di glicogeno nel citoplasma degli epatociti.
Diagnosticato con la malattia di Gierke. Il trattamento includeva frequenti poppate con una riduzione dei carboidrati nella dieta e nutrizione attraverso sondino nasogastrico di notte.
ANAMNESI DEL CASO N. 2
MALATTIA DI MAC-ARDLE (GLICOGENOSI CON RIDOTTA FORZA MUSCOLARE)
Un uomo di 30 anni ha consultato un medico dolore cronico nei muscoli delle gambe e delle braccia e convulsioni durante l'esercizio. Aveva debolezza nei muscoli, quindi non ha mai praticato sport. La condizione non è cambiata fino a quando non ha deciso di rafforzare i suoi muscoli praticando sport. Con esercizi fisici persistenti, il dolore, di regola, scompariva dopo 15-30 minuti di allenamento e poteva continuare a fare esercizio.
Analisi di laboratorio:
In uno studio di laboratorio, è stato riscontrato che durante un esercizio moderato, il livello di glucosio nel sangue era normale, ma l'attività della frazione MM della creatina chinasi (MM-CK) era aumentata, il che indica un danno muscolare. Con un intenso lavoro muscolare, il livello di glucosio nel sangue è leggermente diminuito, ma allo stesso tempo è diminuito anche il livello di lattato. La biopsia ha mostrato una quantità insolitamente elevata di glicogeno nei muscoli, il che dimostra la malattia da accumulo di glicogeno.
Discussione:
Nel periodo iniziale di carico muscolare, il glucosio inizia sempre a essere consumato intensamente, che si forma dal glicogeno in decomposizione. Tuttavia, con le convulsioni che si verificano con il debito di ossigeno, a seguito dell'attivazione della glicolisi, dovrebbe verificarsi la formazione di piruvato, che si trasforma in lattato ed entra nel sangue. Nello stesso caso, non si è verificato alcun aumento del lattato, il che dimostra una violazione della mobilizzazione del glicogeno muscolare. Risoluzione dolore muscolare 0,5 ore dopo l'esercizio, si spiega con una reazione fisiologica causata dall'adrenalina rilasciata durante l'esercizio, che favorisce l'ingresso di glucosio e acidi grassi nei muscoli dal sangue, compensando l'insufficiente apporto di glucosio dal glicogeno muscolare.
Glicolisi. In condizioni anaerobiche, la glicolisi è la principale passaggio metabolico scomposizione del glucosio. In questo processo, la scomposizione di 1 molecola di glucosio produce 2 molecole di ATP e 2 molecole di piruvato. Nei tessuti in cui la sintesi di ATP non è completamente assicurata a causa della fosforilazione ossidativa, il glucosio è la principale fonte di energia. Con un intenso lavoro muscolare nei muscoli, i carboidrati vengono scomposti in lattato, causando il cosiddetto debito di ossigeno e portando all'acidificazione intracellulare. Riga medicinali, in particolare le biguanidi, sulfaniluree di prima generazione, attivano la glicolisi, pertanto, nel diabete, possono essere fattori aggiuntivi che contribuiscono allo sviluppo dell'acidosi lattica. A questo proposito, insieme alla determinazione dei parametri di CBS e gas del sangue, nei laboratori espressi nelle unità di terapia intensiva, si raccomanda di determinare il lattato nei pazienti con ipossia in via di sviluppo. Gli inibitori della glicolisi sono monoiodoacetato e NaF - potenti veleni. Negli eritrociti, la glicolisi e il ciclo del pentoso fosfato sono le principali vie di utilizzo del glucosio, la loro intensità è elevata, pertanto non è consigliabile lasciare un coagulo con il siero durante la determinazione del glucosio o misurare il glucosio nel sangue stabilizzato con EDTA dopo più di 1 ora. Se è necessario conservare il sangue, si consiglia di utilizzare monoiodoacetato o NaF come inibitore della glicolisi.
Ossidazione aerobica del glucosio. Il glucosio è uno dei principali substrati energetici del corpo. La velocità della sua ossidazione a riposo a stomaco vuoto è di circa 140 mg/kg di peso corporeo per 1 ora. Alcuni vitali organi importanti, in particolare la corteccia cerebrale, utilizzano solo il glucosio come substrato energetico. Nel processo di ossidazione, viene convertito attraverso la via glicolitica in piruvato, che entra nei mitocondri, dove viene decarbossilato ad acetil-coA. Un'ulteriore ossidazione si verifica nel ciclo di Krebs e nel processo di fosforilazione ossidativa, in cui viene sintetizzato ATP e si forma acqua endogena. Questo è il modo principale di produzione di energia: 1 molecola di glucosio nel processo di ossidazione aerobica consente di sintetizzare 19 volte più ATP rispetto alla glicolisi, ovvero 38 molecole di ATP L'ossidazione del glucosio in condizioni aerobiche è il modo più efficiente utilizzare l'ossigeno per il fabbisogno energetico. L'efficienza del metabolismo basale è massima quando il glucosio è ossidato, quindi è un componente importante nella nutrizione parenterale.
Shunt pentoso fosfato. Il ruolo biologico di questo ciclo è quello di formare i pentoso fosfati necessari per la sintesi degli acidi nucleici, di generare equivalenti ridotti sotto forma di NADPH per la sintesi degli acidi grassi e di fornire il sistema antiossidante delle cellule. Tra i difetti dello shunt del pentoso fosfato, la carenza o l'anomalia più comune dell'enzima glucosio-6-fosfato deidrogenasi. Ciò non fornisce il necessario ripristino del glutatione. La perossidazione viene attivata nella membrana degli eritrociti, gli idroperossidi si accumulano, la permeabilità della membrana cellulare viene disturbata, con conseguente emolisi.
Il rapporto tra carboidrati, proteine e metabolismo lipidico . Un importante intermedio comune nel metabolismo di carboidrati, amminoacidi e lipidi è la molecola di acetil-coA nelle cellule. Attraverso l'acetil-coA, il glucosio e altri carboidrati possono essere convertiti in acidi grassi e trigliceridi, in amminoacidi non essenziali e viceversa, il glucosio può essere sintetizzato attraverso questa molecola. Attraverso le modalità delle interconversioni con alimentazione diversa, il corpo sintetizza i componenti necessari. Pertanto, anche con una dieta esclusivamente a base di carboidrati, la massa di tessuto adiposo può aumentare. Dopo i pasti, così come dopo l'assunzione di carboidrati, non è consigliabile esaminare il livello di glucosio nel sangue basale. Quasi sempre con l'ipertrigliceridemia, c'è la tendenza a interrompere il metabolismo dei carboidrati a causa dello sviluppo dell'insulino-resistenza.
Gluconeogenesi. Questo è il nome del processo metabolico della sintesi del glucosio da aminoacidi e prodotti del metabolismo intermedio. Nel processo di gluconeogenesi si verificano le stesse reazioni della glicolisi, ma in direzione inversa. L'eccezione sono 3 reazioni che vengono deviate. Un set completo di enzimi della gluconeogenesi si trova nelle cellule del fegato, dei reni e della mucosa intestinale. I glucocorticoidi, in particolare il cortisolo, sono potenti stimolatori della sintesi degli enzimi della gluconeogenesi, causando iperglicemia dovuta alla sintesi del glucosio dagli amminoacidi durante il catabolismo proteico.
REGOLAZIONE DEL METABOLISMO DEI CARBOIDRATI.
Il livello di glucosio nel sangue è il fattore più importante nell'omeostasi. È mantenuto a un certo livello dalla funzione dell'intestino, del fegato, dei reni, del pancreas, delle ghiandole surrenali, del tessuto adiposo e di altri organi (Fig. 6).
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Riso. 6. Metabolismo del glucosio dopo aver mangiato. Il glucosio assorbito nell'intestino entra nel fegato. Il fegato mantiene una fornitura costante di substrati energetici ad altri organi, principalmente al cervello. L'assunzione di glucosio nel fegato e nel cervello non dipende dall'insulina, mentre nei muscoli e nel tessuto adiposo è insulino-dipendente. In tutte le cellule, il primo passo nel metabolismo del glucosio è la fosforilazione. Nel fegato, l'insulina stimola l'enzima glucochinasi, avviando la formazione di glicogeno. L'eccesso di glucosio-6-fosfato viene utilizzato per la sintesi di amminoacidi e lipidi. Nei muscoli, il glucosio viene immagazzinato come glicogeno, nel tessuto adiposo viene convertito in trigliceridi e nel tessuto cerebrale il glucosio viene utilizzato come substrato energetico.
Esistono diversi tipi di regolazione del metabolismo dei carboidrati: substrato, nervoso, ormonale, renale.
Quando si utilizzano carboidrati, così come altre sostanze, il corpo deve affrontare due compiti: aspirazione dall'intestino al sangue trasporto dal sangue alle cellule dei tessuti. In ogni caso, è necessario superare la membrana.
Trasporto di monozuccheri attraverso le membrane
Assorbimento nell'intestino
Dopo la digestione dell'amido e del glicogeno, dopo la scomposizione dei disaccaridi nella cavità intestinale, glucosio e altri monosaccaridi che devono entrare nel flusso sanguigno. Per fare ciò, devono superare almeno la membrana apicale dell'enterocita e la sua membrana basale.
trasporto attivo secondario
Di Meccanismo di trasporto attivo secondario l'assorbimento di glucosio e galattosio avviene dal lume intestinale. Un tale meccanismo significa che l'energia viene spesa durante il trasferimento degli zuccheri, ma non viene spesa direttamente per il trasporto della molecola, ma per creare un gradiente di concentrazione di un'altra sostanza. Nel caso dei monosaccaridi, questa sostanza è lo ione sodio.
Un meccanismo simile di trasporto del glucosio è presente nell'epitelio tubulare. rene, che lo riassorbe dall'urina primaria.
Solo presenza attivo il trasporto ti consente di trasferire da ambiente esterno quasi tutto il glucosio all'interno delle cellule.
Enzima Na + ,K + -ATPasi costantemente, in cambio di potassio, pompa ioni sodio dalla cellula, è questo trasporto che richiede energia. Nel lume intestinale il contenuto di sodio è relativamente alto e si lega a una specifica proteina di membrana che ha due siti di legame: uno per il sodio, l'altro per il monosaccaride. È interessante notare che il monosaccaride si lega alla proteina solo dopo che il sodio si è legato ad essa. La proteina trasportatrice migra liberamente nello spessore della membrana. Al contatto della proteina con il citoplasma, il sodio viene rapidamente separato da esso lungo il gradiente di concentrazione e il monosaccaride viene immediatamente separato. Il risultato è l'accumulo di monosaccaride nella cellula e gli ioni sodio vengono pompati da Na +, K + -ATPasi.
Il rilascio di glucosio dalla cellula nello spazio intercellulare e ulteriormente nel sangue avviene a causa della diffusione facilitata.
Trasporto attivo secondario di glucosio e galattosio attraverso le membrane degli enterociti
Trasporto passivo
A differenza del glucosio e del galattosio, fruttosio e altri monosaccaridi sono sempre trasportati da proteine trasportatrici indipendenti dal gradiente di sodio, cioè diffusione facilitata. Sì, su apicale la membrana degli enterociti contiene una proteina di trasporto Glut-5 attraverso il quale il fruttosio si diffonde nella cellula.
Per il glucosio, viene utilizzato il trasporto attivo secondario quando esso Basso concentrazioni nell'intestino. Se la concentrazione di glucosio nel lume intestinale Grande, quindi può anche essere trasportato nella cella da diffusione facilitata con l'aiuto delle proteine Glut-5.
Il tasso di assorbimento dei monosaccaridi dal lume intestinale nell'epiteliocita non è lo stesso. Quindi, se il tasso di assorbimento del glucosio è del 100%, il tasso di trasferimento relativo del galattosio sarà del 110%, fruttosio - 43%, mannosio - 19%.
Trasporto dal sangue attraverso le membrane cellulari
Dopo essere entrati nel sangue che scorre dall'intestino, i monosaccaridi si muovono attraverso i vasi del sistema portale fino al fegato, in parte vi si attardano e in parte entrano nella circolazione sistemica. Il loro prossimo compito è penetrare nelle cellule degli organi.
Il glucosio viene trasportato dal sangue nelle cellule da diffusione facilitata lungo il gradiente di concentrazione che coinvolge proteine di trasporto(trasportatori di glucosio - "GluT"). In totale, si distinguono 12 tipi di trasportatori di glucosio, che differiscono per localizzazione, affinità per il glucosio e capacità di regolazione.
Trasportatori di glucosio Glut-1 sono presenti sulle membrane di tutte le cellule e sono responsabili del trasporto di base del glucosio nelle cellule necessarie per mantenere la vitalità.
Caratteristiche Glut-2è la capacità di passare il glucosio in due direzioni E bassa affinità al glucosio. Il vettore è presentato, prima di tutto, in epatociti, che, dopo aver mangiato, catturano il glucosio e, nel periodo post-assorbimento e durante il digiuno, lo forniscono al sangue. Questo trasportatore è presente anche in epitelio intestinale E tubuli renali. Presente sulle membrane cellule β nelle isole di Langerhans, GluT-2 trasporta il glucosio verso l'interno a concentrazioni superiori a 5,5 mmol/L e quindi genera un segnale per aumentare la produzione di insulina.
Glut-3 ha alta affinità al glucosio ed è presentato in tessuto nervoso. Pertanto, i neuroni sono in grado di assorbire il glucosio anche a basse concentrazioni nel sangue.
Glut-4 si trova nei muscoli e nel tessuto adiposo, solo questi trasportatori sono sensibili all'influenza insulina. Quando l'insulina agisce sulla cellula, arriva alla superficie della membrana e trasferisce il glucosio all'interno. Questi tessuti sono chiamati insulino dipendente.
Alcuni tessuti sono completamente insensibili all'azione dell'insulina, vengono chiamati non insulino-dipendente. Questi includono tessuto nervoso, corpo vitreo, cristallino, retina, cellule glomerulari renali, endoteliociti, testicoli ed eritrociti.
Anche il consumo di glucosio da parte delle cellule del circolo sanguigno avviene per diffusione facilitata. Pertanto, la velocità del flusso transmembrana del glucosio dipende solo dal suo gradiente di concentrazione. Fanno eccezione le cellule muscolari e il tessuto adiposo, dove la diffusione facilitata è regolata dall'insulina (ormone pancreatico). In assenza di insulina membrana plasmatica di queste cellule è impermeabile al glucosio, poiché non contiene proteine trasportatrici di glucosio (trasportatori) di glucosio. I trasportatori del glucosio sono anche chiamati recettori del glucosio. Ad esempio, viene descritto un trasportatore di glucosio isolato dagli eritrociti. Questa è una proteina transmembrana, la cui catena polipeptidica è costituita da 492 residui di amminoacidi e ha una struttura di dominio. I domini polari di una proteina si trovano lungo lati diversi membrane, idrofobe si trovano nella membrana, attraversandola più volte. Il trasportatore ha un sito di legame del glucosio all'esterno della membrana. Dopo l'aggiunta di glucosio, la conformazione della proteina cambia, per cui il glucosio è associato alla proteina nella regione rivolta verso l'interno della cellula. Quindi il glucosio viene separato dal trasportatore, passando nella cellula
Si ritiene che il metodo di diffusione facilitata, rispetto al trasporto attivo, impedisca il trasporto di ioni insieme al glucosio se trasportato lungo un gradiente di concentrazione.
Assorbimento dei carboidrati nell'intestino. L'assorbimento dei monosaccaridi dall'intestino avviene per diffusione facilitata con l'ausilio di speciali proteine trasportatrici (trasportatori). Inoltre, il glucosio e il galattosio vengono trasportati nell'enterocita mediante trasporto attivo secondario, dipendente dal gradiente di concentrazione degli ioni sodio. Le proteine trasportatrici dipendenti dal gradiente di Na + assicurano l'assorbimento del glucosio dal lume intestinale nell'enterocita contro il gradiente di concentrazione. La concentrazione di Na + necessaria per questo trasporto è fornita da Na + ,K + -ATPasi, che funziona come una pompa, pompando Na + fuori dalla cellula in cambio di K + . A differenza del glucosio, il fruttosio viene trasportato da un sistema indipendente dal gradiente di sodio.
Trasportatori di glucosio(GLUT) si trovano in tutti i tessuti. Esistono diversi tipi di GLUT (Tabella 7-1) e sono numerati in base all'ordine in cui sono stati trovati.
La struttura delle proteine della famiglia GLUT differisce dalle proteine che trasportano il glucosio attraverso la membrana nell'intestino e nei reni contro un gradiente di concentrazione.
I 5 tipi di GLUT descritti hanno una struttura primaria e un'organizzazione di dominio simili.
- GLUT-1 assicura un flusso costante di glucosio nel cervello;
- GLUT-2 si trova nelle cellule degli organi che secernono glucosio nel sangue. È con la partecipazione di GLUT-2 che il glucosio passa nel sangue dagli enterociti e dal fegato. GLUT-2 è coinvolto nel trasporto del glucosio nelle cellule beta pancreatiche;
- GLUT-3 ha una maggiore affinità per il glucosio rispetto a GLUT-1. Fornisce inoltre un apporto costante di glucosio alle cellule del tessuto nervoso e di altri tessuti;
- GLUT-4 è il principale trasportatore di glucosio nelle cellule muscolari e nel tessuto adiposo;
- GLUT-5 si trova principalmente nelle cellule dell'intestino tenue. Le sue funzioni non sono ben note.
Tutti i tipi di GLUT possono essere trovati sia nella membrana plasmatica che nelle vescicole citosoliche. GLUT-4 (e in misura minore GLUT-1) si trova quasi completamente nel citoplasma delle cellule. L'influenza dell'insulina su tali cellule porta al movimento delle vescicole contenenti GLUT verso la membrana plasmatica, alla fusione con essa e all'incorporazione dei trasportatori nella membrana. Successivamente, è possibile il trasporto facilitato del glucosio in queste cellule. Dopo una diminuzione della concentrazione di insulina nel sangue, i trasportatori di glucosio si spostano nuovamente nel citoplasma e il flusso di glucosio nella cellula si interrompe (Fig. 7-19).
Il movimento del glucosio dall'urina primaria nelle cellule dei tubuli renali avviene per trasporto attivo secondario, simile all'assorbimento del glucosio dal lume intestinale negli enterociti. A causa di ciò, il glucosio può entrare nelle cellule anche se la sua concentrazione nell'urina primaria è inferiore a quella nelle cellule. In questo caso il glucosio viene riassorbito dall'urina primaria quasi completamente (99%).
Sono noti vari disturbi nel lavoro dei trasportatori di glucosio. Un difetto ereditario in queste proteine può essere alla base del diabete mellito non insulino-dipendente (vedi Sezione 11). Allo stesso tempo, non solo un difetto nella proteina stessa può essere la causa del malfunzionamento del trasportatore del glucosio. Le violazioni della funzione GLUT-4 sono possibili nelle seguenti fasi:
- trasmissione del segnale dell'insulina sul movimento di questo trasportatore alla membrana;
- movimento del trasportatore nel citoplasma;
- inclusione nella membrana;
- allacciatura della membrana, ecc.
77.Glicolisi (via del fosfotrioso, O Derivazione Embden-Meyerhof, O Sentiero Embden-Meyerhof-Parnassus) è un processo enzimatico di scomposizione sequenziale del glucosio nelle cellule, accompagnato dalla sintesi di ATP. La glicolisi in condizioni aerobiche porta alla formazione di acido piruvico (piruvato), la glicolisi in condizioni anaerobiche porta alla formazione di acido lattico (lattato). La glicolisi è la via principale del catabolismo del glucosio negli animali.
revisione generale
La via glicolitica è costituita da 10 reazioni consecutive, ognuna delle quali è catalizzata da un enzima separato.
Il processo di glicolisi può essere suddiviso condizionatamente in due fasi. La prima fase, procedendo con il consumo energetico di 2 molecole di ATP, è la scissione di una molecola di glucosio in 2 molecole di gliceraldeide-3-fosfato. Nella seconda fase si verifica l'ossidazione NAD-dipendente della gliceraldeide-3-fosfato, accompagnata dalla sintesi di ATP. Di per sé la glicolisi è un processo completamente anaerobico, cioè non richiede la presenza di ossigeno perché avvengano le reazioni.
La glicolisi è uno dei più antichi processi metabolici conosciuti in quasi tutti gli organismi viventi. Presumibilmente, la glicolisi è apparsa più di 3,5 miliardi di anni fa nei procarioti primari.
Risultato
Il risultato della glicolisi è la conversione di una molecola di glucosio in due molecole di acido piruvico (PVA) e la formazione di due equivalenti riducenti sotto forma del coenzima NAD∙H.
Equazione completa la glicolisi si presenta come:
Glucosio + 2NAD + + 2ADP + 2P n \u003d 2NAD ∙ H + 2PVC + 2ATP + 2H 2 O + 2H +.
In assenza o mancanza di ossigeno nella cellula, l'acido piruvico subisce quindi la riduzione ad acido lattico equazione generale la glicolisi sarà:
Glucosio + 2ADP + 2P n \u003d 2 lattato + 2ATP + 2H 2 O.
Pertanto, durante la rottura anaerobica di una molecola di glucosio, la resa netta totale di ATP è di due molecole ottenute nelle reazioni di fosforilazione del substrato ADP.
Negli organismi aerobici, i prodotti finali della glicolisi subiscono ulteriori trasformazioni nei cicli biochimici legati alla respirazione cellulare. Di conseguenza, dopo la completa ossidazione di tutti i metaboliti di una molecola di glucosio nell'ultimo stadio respirazione cellulare- fosforilazione ossidativa che si verifica sulla catena respiratoria mitocondriale in presenza di ossigeno - per ogni molecola di glucosio vengono sintetizzate ulteriori 34 o 36 molecole di ATP.
Sentiero
Prima reazione la glicolisi è fosforilazione molecole di glucosio, che si verifica con la partecipazione dell'enzima esochinasi tessuto-specifico con il consumo di energia di 1 molecola di ATP; si forma la forma attiva del glucosio - glucosio-6-fosfato (SOL-6-FA):
Affinché la reazione proceda, è necessaria la presenza di ioni Mg 2+ nel mezzo, con cui si lega il complesso molecolare di ATP. Questa reazione è irreversibile ed è la prima reazione chiave della glicolisi.
La fosforilazione del glucosio ha due obiettivi: in primo luogo, poiché la membrana plasmatica, che è permeabile a una molecola di glucosio neutro, non consente il passaggio di molecole G-6-P caricate negativamente, il glucosio fosforilato viene bloccato all'interno della cellula. In secondo luogo, durante la fosforilazione, il glucosio viene convertito in una forma attiva che può partecipare a reazioni biochimiche ed essere inclusa nei cicli metabolici.
L'isoenzima epatico dell'esochinasi glucochinasi è importante nella regolazione dei livelli di glucosio nel sangue.
Nella reazione successiva ( 2 ) dall'enzima fosfoglucoisomerasi G-6-P in cui viene convertito fruttosio-6-fosfato (Fa-6-Fa):
L'energia non è richiesta per questa reazione e la reazione è completamente reversibile. SU questa fase nel processo di glicolisi possono essere inclusi anche per fosforilazione e fruttosio.
Quindi due reazioni si susseguono quasi immediatamente una dopo l'altra: fosforilazione irreversibile del fruttosio-6-fosfato ( 3 ) e scissione aldolica reversibile del risultante fruttosio-1,6-bisfosfato (F-1,6-bF) in due terzetti ( 4 ).
La fosforilazione di F-6-F viene effettuata dalla fosfofruttochinasi con il dispendio di energia di un'altra molecola di ATP; questo è il secondo reazione chiave glicolisi, la sua regolazione determina l'intensità della glicolisi nel suo complesso.
Scollatura aldolica F-1,6-bF avviene sotto l'azione della fruttosio-1,6-bisfosfato aldolasi:
Come risultato della quarta reazione, diidrossiacetone fosfato E gliceraldeide-3-fosfato, e il primo è quasi immediatamente sotto l'azione fosfotrioso isomerasi va al secondo 5 ), che è coinvolto in ulteriori trasformazioni:
Ogni molecola di gliceraldeide fosfato viene ossidata da NAD+ in presenza di gliceraldeide fosfato deidrogenasi Prima 1,3-difosfoglicerato (6 ):
Proveniente da 1,3-difosfoglicerato, contenente un legame macroergico in posizione 1, l'enzima fosfoglicerato chinasi trasferisce un residuo di acido fosforico alla molecola ADP (reazione 7 ) - si forma una molecola di ATP:
Questa è la prima reazione di fosforilazione del substrato. Da questo momento il processo di scomposizione del glucosio cessa di essere non redditizio dal punto di vista energetico, poiché i costi energetici del primo stadio vengono compensati: vengono sintetizzate 2 molecole di ATP (una per ogni 1,3-difosfoglicerato) invece delle due spese in reazioni 1 E 3 . Affinché questa reazione avvenga, è necessaria la presenza di ADP nel citosol, cioè con un eccesso di ATP nella cellula (e una mancanza di ADP), la sua velocità diminuisce. Poiché l'ATP, che non viene metabolizzato, non si deposita nella cellula, ma viene semplicemente distrutto, questa reazione è un importante regolatore della glicolisi.
in sequenza: forme di fosfoglicerolo mutasi 2-fosfoglicerato (8 ):
forme enolasi fosfoenolpiruvato (9 ):
E infine, la seconda reazione di fosforilazione del substrato di ADP avviene con la formazione della forma enolica di piruvato e ATP ( 10 ):
La reazione procede sotto l'azione della piruvato chinasi. Questa è l'ultima reazione chiave della glicolisi. L'isomerizzazione della forma enolica del piruvato in piruvato avviene in modo non enzimatico.
Dal suo inizio F-1,6-bF solo le reazioni procedono con il rilascio di energia 7 E 10 dove si verifica la fosforilazione del substrato di ADP.