Пентозофосфатный путь окисления глюкозы презентация

АДФ
Н Н
С=О С ОН
Н-С-ОН Н-С-ОН
НО-С-Н + АТФ НО-С-Н О
Н-С-ОН Н-С-ОН
Н-С-ОН Н-С
СН2ОН СН2О РО3Н2
Активация и дегидрирование молекулы глюкозы
С = О
Н-С-ОН
HO-С-Н О
Н-С-ОН
H-C
СН2ОРО3Н2
Дегидрогеназа НАДФ
С ООН
Н-С-ОН
HO-С-Н
Н-С-ОН
H-C-ОН
СН2ОРО3Н2
Н2О
НАДФН2
фосфо-глюконолактон фосфо-глюконат

СО2 НАДФН2
С ОО Н
Н-С-ОН
HO-С-Н
Н-С-ОН
H-C-ОН
СН2ОРО3Н2
СН2-ОН
С =О
Н-С-ОН
H-C-ОН
СН2ОРО3Н2
Дегидрогеназа НАДФ
рибулезо-5-ф
Образование пентозы

СН2-ОН
С =О
Н-С-ОН
H-C-ОН
СН2ОРО3Н2
СН2-ОН
С =О
НО-С-Н
H-C-ОН
СН2ОРО3Н2
Н
С=О
Н-С-ОН
Н-С-ОН
H-C-ОН
СН2ОРО3Н2
ксилулезо-5-ф рибозо-5-ф
Транскетолазная реакция-1

Н- С=О
H-C-ОН
СН2ОРО3Н2
СН2ОН
С=О
НО- С-Н
Н-С-ОН
Н-С-ОН H-C-ОН
СН2ОРО3Н2
Транскетолазная реакция-2
фосфо-глицериновый альдегид
гептулезо-7-фосфат

СН2ОН
С=О
НО-С-Н
Н-С-ОН
Н-С-ОН
СН2ОРО3Н2
Н-С=О
Н-С-ОН
H-C-ОН
СН2ОРО3Н2
Фруктозо-6-фосфат
Эритрозо-4-фосфат
СН2-ОН
С =О
НО-С-Н
H-C-ОН
СН2ОРО3Н2
Ксилулезо-5-фосфат
Транскетолазная реакция-3

Н- С=О
H-C-ОН
СН2ОРО3Н2
СН2ОН
С=О
НО-С-Н
Н-С-ОН
Н-С-ОН
СН2ОРО3Н2
Фосфоглице-риновый альдегид
Фруктозо-6-фосфат
Завершающая стадия

Значение пентозофосфатного пути окисления глюкозы
пентозофосфатный путь
пентозы -5-фосфат НАДФН2
нуклеотиды
РНК ДНК
регенерация,
заживление
тканей
синтез синтез жирных холестерина кислот
построение синтез мембран гормонов клеток вит. Д и др.
Участие в реакциях гидроксилирования (обезвреживание), активирование провитамина Д и т.д

Уронатный путь окисления глюкозы

1) глюкоза + АТФ = глюкозо-6-фосфат
2) глюкозо-6-фосфат = глюкозо-1-фосфат
3) глюкозо-1-фосфат + УТФ = УДФ-глюкоза + Н4Р2О7
4) УДФ-глюкоза + НАД = УДФ-глюкуроновая кислота + НАДН2
Стадии уронатного пути окисления глюкозы

О
СООН
ОН
ОН
ОН
УДФ
Образование УДФ-глюкуронида
О
О
СН2ОН
ОН
ОН
ОН
УДФ
О
НАД (Н2О) дегидрогеназа
НАДН2
УДФ-глюкоза УДФ-глюкуронид

Биологическая роль уронатного пути окисления глюкозы
Структурный компонент гетерополисахаридов (гиалуроновой кислоты, хондроитинсульфатов, гепарина и т д.);
2. Входя в состав гетерополисахаридов, участвует в образовании костной ткани, межклеточного вещества, гликокалекса, рубцовой ткани и т д.
3. Используется для обезвреживания токсичных продуктов метаболизма (билирубина, гетероциклов, лекарственных веществ и т. д.

Спиртовое брожение
СН3
С = О
СООН
СН3
С = О
Н
СН3-СН2-ОН
СО2
пируват уксусный альдегид этанол
НАДН2
НАД
глюкоза
декарбо-ксилаза

Превращение этанола в организме
СН3
СН2
ОН
СН3
С = О
Н
СН3
С = О
S-КоА
НАД
НАДН2
НS-КоА
Цикл Кребса
токсичное вещество

Синтез глюкозы из жиров и аминокислот (глюконеогенез)

Глюкоза
Фруктозо-6-фосфат
Фруктозо-1,6-дифосфат
фосфо- глицериновый альдегид
фосфоенолпируват
пируват
обходная реакция
Синтез глюкозы из жиров и аминокислот (глюконеогенез)
СН3СО –S-КоА
жирные кислоты аминокислоты
АТФ
АТФ
Глюко-корти-коиды

СН3
С=О
СООН
НСО3- АТФ
СООН
С=О
СН2
СООН
СООН
С=О
СН2
СООН
АТФ
СООН
С-О РО3Н2
СН2
1)
2)
пируват
ЩУК
фосфоенолпируват
Синтез фосфоенолпирувата из пирувата
АДФ Н3РО4
АДФ

Регуляция обмена углеводов

-адреналин, -глюкагон, -тироксин, -глюкокорти- коиды
Углевод-ная пища
инсулин
Конц. глюкозы в крови
физическая нагрузка
Гормональная регуляция уровня глюкозы в крови
часы
1 2 3 4 5 6

адреналин
глюкагон
тироксин
глюкоза
гликоген
белки
глюкокортикоиды
липиды
глюкоза
глюкоза
инсулин
Регуляция концентрации глюкозы в крови

Снижение концентрации глюкозы в крови ниже допустимого уровня - 3 ммоль/л может вызвать гипогликемический шок!

гипоталамус
гипофиз
щитовидная железа
почка
АКТГ
тиреотропин
соматотропин
тироксин
глюкагон
глюкоза
глюкокортикоиды
Ответная реакция на гипогликемию
адреналин
гипогликемия в мышце
глюконеогенез

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

Сахарный диабет

Клинические признаки сахарного диабета
Жажда
Полиурия
Быстрая утомляемость
4. Стремительное развитие атеросклероза
5. Ухудшение зрения
6. Постоянно высокая концентрация сахара в крови
7. Положительная реакция на глюкозу в моче
8. Положительная реакция на кетоновые вещества в моче

здоровый
больной
сахарная нагрузка
выброс инсулина
Уровень глюкозы крови
часы
0 1 2 3
Профиль сахарной кривой у здорового и больного после сахарной нагрузки

глу лей ала лей ала глн лей гли гли лей гли гли гли лей глу вал ала гли ала глн про асн
гли глн
про ала
про глу
глн арг
лиз арг
арг ала
гли лиз
иле про
вал тре
глу глн цис цис тре сер иле цис сер лей тир глн лей глу асн тир цис асн – СООН тир
фен
фен
гли
арг
глу
гли
Н2N– фен вал асн глн гис лей цис гли сер гис лей вал глу ала лей тир лей вал цис
S S
S S
S S
Структура проинсулина
С-пеп-тид
инсулин

ала
гли лиз
иле про
вал тре
глу глн цис цис тре сер иле цис сер лей тир глн лей глу асн тир цис асн – СООН тир
фен
фен
гли
арг
глу
гли
Н2N– фен вал асн глн гис лей цис гли сер гис лей вал глу ала лей тир лей вал цис
S S
S S
S S
Структура инсулина
пептид А
пептид В

Строение молекулы инсулина
Пептид В
Пептид А

глюкоза
инсулин
С-пептид
проинсу-лин
глюкоза
Na+
Активация инсулином глюкозного канала в клетке
канал для глюкозы
рецептор для инсулина
поджелудочная железа

глюкоза
С-пептид
проинсу-лин
Инсулин-зависимая форма сахарного диабета ( тип 1)
нарушение синтеза инсулина

инсулин
С-пептид
проинсу-лин
повреждение рецептора
Инсулин-независимая форма сахарного диабета ( тип 2)
глюкоза

Причины появления жажды и полиурии у больных сахарным диабетом
Высокое содержание глюкозы в крови сопровождается выделением ее избытка почками в мочу
Глюкоза является осмотически активной молекулой, поскольку она окружена мощной гидратной оболочкой. Поэтому выведение глюкозы сопровождается потерей организмом большого количества воды.
Уменьшение объема циркулирующей крови вызывает рефлекторное чувство жажды. Больные вынуждены принимать в сутки большое количество жидкости.
Выделение большого количества воды одновременно сопровождается потерей организмом минеральных веществ, витаминов, белков и т.д.

Последствия снижения уровня глюкозы в клетке
Снижаются энергетические ресурсы (уменьшается синтез АТФ);
Компенсаторно активируется окисление жиров и аминокислот;
Ослабляется синтез нуклеотидов (пентозофосфатный цикл);
Ослабляется синтез фосфолипидов (пентозофосфатный цикл);
Уменьшается скорость образования УДФ-глюкуронида, в результате чего ослабляется синтез гетерополисахаридов, снижается скорость обезвреживания токсичных веществ;
Падает скорость регенерации тканей – замедляется процесс заживления ран. Часто образуются трофические язвы;
В результате нарушения обмена веществ в крови и тканях накапливаются кислоты, в результате возникает диабетическая форма ацидоза;
Происходят глубокие дистрофические процессы в сетчатке (ретинопатия), почках (нефропатия), сердце (кардиопатия).

Методы лабораторной диагностики сахарного диабета

Портативные приборы для определения глюкозы в домашних условиях

Методы лабораторной диагностики сахарного диабета
Определение концентрации глюкозы крови до еды (натощак);
Определение уровня глюкозы после еды (пик);
Определение концентрации глюкозы перед сном;
Определение концентрации инсулина к крови;
Определение уровня С-пептида в крови;
Определение в крови гликогемоглобина (гликозилированный гемоглобин);
Применение метода сахарной нагрузки.

Неферментативное гликирование белков глюкозой
подвержены в крови: гемоглобин, белки эритроцитарных мембран, коллаген, сывороточные белки, в том числе альбумин, трансферрин, белки липопротеинов, некоторые ферменты. С увеличением длительности контакта с глюкозой повышается процент гликирования соответствующего белка.

Неферментативное гликирование белков
Н
С=О
Н-С-ОН
НО-С-Н
Н-С-ОН
Н-С-ОН
СН2ОН
+ Н2N-белок
Н
С
Н-С-ОН
НО-С-Н Н-С-ОН
Н-С-ОН
СН2ОН
N-белок
Н2О
Н Н
С
Н-С-ОН
НО-С-Н
Н-С-ОН
Н-С-ОН
СН2ОН
N-белок Н
Н Н
С
С= О
НО-С-Н
Н-С-ОН
Н-С-ОН
СН2ОН
N-белок Н
Восстановление основания Шиффа кетоамины (фруктозамин)
Основание Шиффа
необратимые реакции
глюкоза

Длительность гликирования некоторых белков крови
Гемоглобин эритроцитов – 100-120 дней
½ Т альбумин - 20 дней
½ Т трансферрин - 8 дней
½ Т коллаген – несколько лет

Глюкоза
глюкозо-6-фосфат
фруктозо-1,6-дифосфат
глицериновый альдегид
фосфоенолпируват
пируват
Ацетил-КоА
Цикл трикарбоновых кислот Окислительное фосфорилирование
АТФ
лактат
О2
Активация гликолиза при гипоксии
2 АТФ

Причина повышения концентрации молочной кислоты при гипоксии
1 глюкоза 19 глюкоз
38 АТФ 2 АТФ х 19 = 38 АТФ
СО2 + Н2О 38 молочных кислот

Типы гликогенозов и их характеристика

Синтез гликогена в печени
глюкоза + АТФ глюкозо-6-фосфат + АДФ
глюкозо-6-фосфат + УТФ УДФ-глюкоза + Н4Р2О7
(гликоген)n + УДФ-глюкоза (гликоген) n+1 + УДФ
Болезнь Кори. Гликоген-ветвящий фермент