Метаболизм углеводов

1. Метаболизм углеводов

МЕТАБОЛИЗМ
УГЛЕВОДОВ

2.

Поли- и олигосахариды в желудочнокишечном тракте под действием
гликозидаз (гидролитические ферменты:
амилазы, мальтаза, сахараза, лактаза и
др.) расщепляются до моносахаридов и
всасываются в кровь.

3.

Основными путями
внутриклеточного метаболизма углеводов являются
катаболические пути (распад):
гликолиз;
гликогенолиз;
пентозомонофосфатный путь;
анаболические пути (синтез):
глюконеогенез;
гликогеногенез.

4. глюкоза-6-фосфат – ключевой метаболит углеводного обмена

ГЛЮКОЗА-6-ФОСФАТ – КЛЮЧЕВОЙ МЕТАБОЛИТ
УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА
ГЛИКОГЕН
гликогеногенез
Г
Л
Ю
К
О
З
А
гликогенолиз
Пентозофосфатный путь
ГЛЮКОЗО-
ПЕНТОЗЫ
И ДРУГИЕ
6-ФОСФАТ
САХАРА
глюконеогенез
гликогеногенез
гликолиз
гликогенолиз
ПИРУВАТ
Цикл Кребса
ЛАКТАТ
СО2 И Н2О

5.

Е: гексокиназа
глюкоза + АТФ
глюкозо-6-Ф + АДФ
CH2O PO3H2
PO33H
H22
CH2O ~PO
O
HO
OH
+
O
OH
OH
CH2O
НАДФ НАДФН
Н
НАДФ+ НАДФН.Н+
HO
HO
OH
. +
OH
OH
глюкозо-6-фосфат
OH

6.

Гликолиз – последовательность реакций
окисления глюкозы в результате которых:
в анаэробных условиях образуется молочная
кислота (лактат);
в аэробных – пировиноградная кислот
(пируват).
Локализация процесса – цитоплазма.

7. Значение гликолиза

ЗНАЧЕНИЕ ГЛИКОЛИЗА
Промежуточные метаболиты являются
предшественниками для синтеза
аминокислот, азотистых оснований, липидов
и др.
Окисление глюкозы сопровождается
образованием АТФ путем субстратного
фосфорилирования.

8.

В анаэробных условиях гликолиз – это
единственный процесс в клетках,
приводящий к образованию АТФ.
В аэробных условиях образующийся из
глюкозы в процессе гликолиза пируват
поступает в цикл Кребса, где происходит его
дальнейшее полное окисление до СО2, Н2О и
выделяется большое количество энергии.

9. гликолиз – дихотомический путь катаболизма глюкозы

ГЛИКОЛИЗ – дихотомический путь катаболизма глюкозы
ГЛИКОЛИЗ в анаэробных условиях (11 реакций)
С6Н12О6 + 2 АДФ + 2 Н3РО4
глюкоза
2 СН3СНОНСООН + 2АТФ + 2Н2О
лактат
ГЛИКОЛИЗ в аэробных условиях (10 реакций)
С6Н12О6 + 2 АДФ + 2 Н3РО4 + 2НАД+
глюкоза
2 СН3СОСООН + 2АТФ + 2Н2О + 2НАДН.Н+
пируват

10.

СТАДИИ ГЛИКОЛИЗА
Подготовительная стадия
(стадия активации глюкозы):
– 5 реакций;
– 1 молекула гексозы (глюкозы) расщепляется на 2 молекулы
фосфотриоз (глицеральдегидфосфата).
Стадия генерации АТФ:
– 6 реакций – в анаэробных условиях, 5 реакций – в
аэробных условиях;
– энергия окислительных реакций трансформируется в
химическую энергию АТФ (в реакциях субстратного
фосфорилирования)

11.

Необратимые реакции гликолиза:
Подготовительная стадия:
Образование глюкозо -6-фосфата.
Фермент: гексокиназа.
Образование фруктозо-1,6-дифосфата.
Фермент: фосфофруктокиназа
(ключевая реакция, ключевой фермент).
Стадия генерации АТФ:
Образование пирувата из фосфоенолпирувата.
Фермент: пируваткиназа.
Механизм регуляции активности
ключевых ферментов гликолиза – аллостерический.

12. Энергетический баланс гликолиза

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ГЛИКОЛИЗА
В анаэробных условиях
Расход АТФ:
в подготовительной стадии гликолиза затрачивается
2 молекулы АТФ на фосфорилирование глюкозы и
фруктозо-6 фосфата.
Образование АТФ:
4 молекулы АТФ образуется в реакциях субстратного
фосфорилирования в процессе окисления двух
молекул фосфотриоз.
Суммарно + 2 молекулы АТФ.

13.

В аэробных условиях
Расход АТФ:
в подготовительной стадии гликолиза затрачивается
2 молекулы АТФ на фосфорилирование глюкозы и
фруктозо-6 фосфата.
Образование АТФ:
4 молекулы АТФ образуется в реакциях субстратного
фосфорилирования в процессе окисления двух молекул
фосфотриоз,
6 молекул АТФ образуется в ходе окислительного
фосфорилирования при передаче е- в дыхательную цепь
митохондрий от 2 молекул НАДН, восстановленных в
реакции гликолитической оксиредукции.
Суммарно + 8 молекул АТФ.

14. ГЛИКОГЕНОЛИЗ

Гликогенолиз – расщепление гликогена по
гликолитическому (дихотомическому) пути.
Внутриклеточное расщепление гликогена происходит
путем фосфоролиза, в результате которого образуется
глюкозо-1-фосфат.

15.

Гликогенолиз – расщепление гликогена по гликолитиче
(дихотомическому) пути окисления .
фосфорилаза
Гликоген + Н3РО4
глюкозо-1-фосфат
фосфоглюкомутаза
глюкозо-1-фосфат
глюкозо-6-фосфат
ГЛИКОЛИЗ

16. Энергетический баланс гликогенолиза

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ БАЛАНС ГЛИКОГЕНОЛИЗА
Расход АТФ:
в подготовительной стадии гликогенолиза
затрачивается 1 молекула АТФ на фосфорилирование
фруктозо-6 фосфата.
Образование АТФ:
4 молекулы АТФ образуется в реакциях субстратного
фосфорилирования в процессе окисления двух
молекул фосфотриоз.
Суммарно + 3 молекулы АТФ.

17. Регуляция гликогенолиза

РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОГЕНОЛИЗА
Сложный многоступенчатый (каскадный) процесс,
контролируемый гормонами и нейромедиаторами (с
участием вторичных посредников цАМФ, Са2+).
Ключевой фермент (регуляторный) –
гликогенфосфорилаза.
Активаторы гликогенолиза: адреналин, глюкагон,
норадреналин и др..
Ингибиторы гликогенолиза: инсулин,
простагландины гр.Е и др.