Углеводный обмен презентация

Функции углеводов
- обеспечивают значительную часть энергетических потребностей (около 57% суточного калоригенеза);
- являются составными частями более сложных соединений (гликопротеиды,гликолипиды и др.);
- из них могут синтезироваться соединения других классов, в частности, липиды и заменимые аминокислоты;
- выполняют структурообразовательную функцию, то есть входят в состав клеточных и межклеточных структур;
- выполняют специфические функции.

Переваривание углеводов
Переваривание углеводов происходит под действием гликозидаз, расщепляющих гликозидные связи.
- α-амилаза слюны и α-амилаза поджелудочной железы расщепляют α-1,4-гликозидные связи в крахмале и гликогене, действуют в слабощелочной среде, активируются ионами хлора и стабилизируются ионами кальция;
- амило-1,6-гликозидаза вырабатывается в кишечнике, расщепляет 1,6-гликозидные связи в крахмале и гликогене;

Переваривание углеводов
- сахараза образуется в кишечнике и расщепляет сахарозу с образованием глюкозы и фруктозы;
- мальтаза образуется в кишечнике и расщепляет мальтозу на две молекулы глюкозы;
- лактаза образуется там же, расщепляет лактозу с образованием галактозы и глюкозы.

Роль печени в обмене углеводов
Печень в обмене углеводов выполняет важные функции:
1. Унификация моносахаридов. Превращение галактозы и фруктозы в глюкозу или метаболиты ее обмена.
2. Гликогенная функция. При избытке глюкозы в крови в печени происходит синтез гликогена, при ее снижении в крови гликоген печени расщепляется до глюкозы и, таким образом, ее концентрация в крови восстанавливается до нормального уровня.
3. Синтез углеводов из метаболитов неуглеводного характера (глюконеогенез).
4. Синтез гликопротеинов крови.
5. Образование глюкуроновой кислоты, которая участвует в обезвреживании экзогенных и эндогенных токсинов (например, билирубина), а также в инактивации гормонов.

Образование глюкозо-6-фосфата
и его использование

Обмен гликогена
Глюкоза
Глюкозо-6-фосфат
Глюкозо-1-фосфат
( Глюкоза ) n+1
АТФ
АДФ
H3PO4
H3PO4
УДФ - Глюкоза
УТФ
РР
(Глюкоза)n
УДФ
H2O
γ - амилаза
Глюкозо-6-фосфатаза
Ф Г М

Регуляция обмена гликогена

Гликолиз
Гликолиз - это расщепление глюкозы до молочной кислоты в анаэробных условиях.
Гликолиз, проходящий в аэробных условиях, называют аэробным.

1)
O
H
OH
H
OH
H
H
H
HO
CH2 - OH
Глюкозa
O
H
OH
H
OH
H
H
H
HO
CH2 - O - P
Глюкозо - 6 - фосфат
гексокиназа
АДФ
АТФ
2)
O
H
OH
H
OH
H
H
H
HO
CH2 - O - P
Глюкозо - 6 - фосфат
Фосфогексаизомераза
O
H
H
P - O H2C
CH2OH
OH
OH
H
HO
Фруктозо - 6 - фосфат
Ход реакций гликолиза

Ход реакций гликолиза
3)
O
H
H
P - O H2C
CH2OH
OH
OH
H
HO
Фруктозо - 6 - фосфат
O
H
H
P - O H2C
CH2O - P
OH
OH
H
HO
Фруктозо – 1,6 - дифосфат
АДФ
АТФ
Фосфофруктокиназа
O
H
H
P - O H2C
CH2O - P
OH
OH
H
HO
Фруктозо – 1,6 - дифосфат
CH2O - P
С
С
С
С
O
H
OH
H
OH
HO
H
CH2O - P
Фруктозо - 6 - фосфат

Ход реакций гликолиза
CH2O - P
С
С
С
С
O
H
OH
H
OH
HO
H
CH2O - P
Фруктозо - 6 - фосфат
CH2O - P
С
СH2OH
O
С
С
H
OH
CH2O - P
ДОАФ
O
H
3 - ФГА
АДФ
АТФ
Фосфофруктокиназа
4)
Триозофосфат-изомераза

С
С
H
OH
CH2O - P
O
H
3 - ФГА
5)
2
+
HO
O
H O
OH
P
С
С
H
OH
CH2O - P
O ~ P
1,3 - диФГК
O
2
2
ФГА - дегидрогеназа
2НАД+
2НАДН
6)
С
С
H
OH
CH2O - P
O ~ P
1,3 - диФГК
O
2
СOOH
С
H
OH
CH2O - P
2АТФ
2АДФ
Глицераткиназа
3 - ФГК
2
Ход реакций гликолиза

7)
СOOH
С
H
OH
CH2O - P
3 - ФГК
СOOH
С
H
O P
CH2OН
2 - ФГК
Фосфоглицератмутаза
8)
СOOH
С
H
O P
CH2OН
2 - ФГК
Енолаза
Н2О
2
2
2
2
СOOH
С
O ~ P
CH2
Фосфоенолпируват
Ход реакций гликолиза

Ход реакций гликолиза
9)
2
СOOH
С
O ~ P
CH2
Фосфоенолпируват
2АТФ
2АДФ
пируваткиназа
СOOH
С
CH2
OH
2
COOH
С
CH3
O
Енолпируват
Пируват
10)
COOH
С
CH3
O
Пируват
2
2
COOH
С OH
CH3
H
2
Лактат
Лактатдегидрогеназа
2НАДН
2НАД+

Гликолитическая оксидоредукция
3 - ФГА
1,3 диФГК
Лактат
Пируват
Лактатдегидрогеназа
ФГА - дегидрогеназа
НАД+
НАДН

Регуляция гликолиза

Значение гликолиза
Гликолиз имеет энергетическое значение
Преимущества гликолиза:
- быстрый процесс;
- анаэробный.
Недостатки гликолиза:
- малоэффективный процесс;
- продуктом гликолиза является лактат, накопление которого вызывает метаболиче-ский ацидоз.

Аэробное расщепление глюкозы
Глюкоза
2 пируват
2 ацетил-КоА
Цикл Кребса
2АДФ
2АТФ
2НАД+
2НАДН
2НАД+
2НАДН
6НАД+
6НАДН
2ФАД
2ФАДН2
2АДФ
2АТФ
Дыхательная цепь
O2
H2O
34АДФ
34АТФ

Глюконеогенез
1). Глюконеогенез - это синтез глюкозы из неуглеводных предшественников (лактата, пирувата, оксалоацетата, глицерина, аминокислот).
2). По направлению реакций глюконеогенез (ГНГ) напоминает гликолиз наоборот.
3). Ключевые ферменты: пируваткарбоксилаза; фосфоенолпируваткарбоксикиназа (ФЕПКК); фруктозо-1,6-дифосфатаза; глюкозо-6-фосфатаза.
4). На образование 1 молекулы глюкозы расходуется 6 макроэргов (4 АТФ и 2 ГТФ).
5). ГНГ локализован в цитоплазме гепатоцитов печени, в клетках коры почек и тонкого кишечника.
6). Около 90% лактата, используемого в глюконеогенезе, поступает в печень, 10% - в почки и тонкий кишечник.

Значение глюконеогенеза
1. Является важным источником глюкозы в организме;
2. Удаляет большую часть лактата из клеток и тканей, работающих в анаэробных условиях, что предохраняет их от метаболического ацидоза

Регуляция глюконеогенеза
Тормозит глюконеогенез этанол.

Глюкозо-лактатный цикл (цикл Кори)
Мышцы
Кровь
Печень
Глюкоза
Глюкоза
Глюкоза
Лактат
Лактат
Лактат
Гликолиз
ГНГ

Пути образования глюкозо-6-фосфата
Глюкозо - 6 - фосфат
Глюкоза
Гликоген
Фруктоза, галактоза
Лактат, пируват, оксалоацетат и др.
Везде
Печень
Печень
Мышцы
Печень,
кора почек,
тонкий к-к

Пути использования глюкозо-6-фосфата
Глюкозо - 6 - фосфат
Глюкоза
Гликоген
ПФП
гликолиз
Везде
Печень
Мышцы
Печень,
кора почек,
тонкий к-к

Пентозофосфатный путь (ПФП)
6 глюкозо - 6 - фосфат
6 рибозо - 5 - фосфат
4 фруктозо - 6 - фосфат
2 фосфоглицериновый
альдегид
6 CO2
12 НАДФ+
12 НАДФН
Гликолиз
ГНГ
Пентозный цикл

Реакции окислительной части ПФП
O
H
OH
H
OH
H
H
H
HO
CH2 - O - PO3H2
Глюкозо - 6 - фосфат
O
H
OH
H
H
H
HO
CH2 - O - PO3H2
O
6 - фосфоглюконолактон
Глюкозо - 6 - фосфат - дегидрогеназа
НАДФ+
НАДФН
HOH
лактоназа
COOH
С
С
С
С
СH2OPO3H2
H
OH
H
OH
H
OH
HO
H
6 - фосфоглюконат
6 – фосфоглюконат - дегидрогеназа
НАДФ+
НАДФН
СH2OH
С
С
С
СH2OPO3H2
H
OH
H
OH
O
Риболозо - 5 - фосфат
СО2
Ксилулозо - 5 - фосфат
Рибозо - 5 - фосфат

Значение пентозофосфатного пути
1) Энергетическое - образующиеся метаболиты окислитель­ной части могут использоваться в гликолизе.
2) Синтетическое - связано с использованием рибозо-5-фосфата и НАДФН.
- Рибозо-5-фосфат используется на синтез нуклеотидов, которые необходимы для образования коферментов, макроэргов, нуклеиновых кислот.
- НАДФН необходим для восстановительных биосинтезов (для работы редуктаз в синтезе холестерина и жирных кислот; в образовании дезоксирибозы из рибозы; для восстановления глутатиона, в образовании глутамата из 2-оксоглутарата);
- НАДФН необходим для работы гидроксилаз, участвующих в синтезе катехоламинов, серотонина, стероидных гормонов, желч­ных кислот, активной формы витамина Д, синтезе коллагена, обезвреживании ксенобиотиков;
- НАДФН используется в трансгидрогеназной реакции.

Внутриклеточная и тканевая локализация ПФП
ПФП локализован в цитозоле клеток.
ПФП особенно активен
в тканях эмбриона и плода, лимфоидной и миелоидной тканях, слизистой тонкого кишечника, жировой ткани, эндокринных железах (надпочечники, половые), молочных железах (в период лактации), печени, эритроцитах, пульпе зуба, зачатках эмали зуба, при гипертрофии органов.
ПФП мало активен в нервной, мышечной и соединительной тканях.
ПФП
- способствует прозрачности хрусталика глаза;
- предупреждает гемолиз эритроцитов;
- входит в систему защиты от свободных радикалов и активных форм кислорода.