Презентация на тему: СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)

СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)
1/32
Средняя оценка: 4.7/5 (всего оценок: 7)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (1050 Кб)
1

Первый слайд презентации

СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)

Изображение слайда
2

Слайд 2

Некоторые ткани, например мозг, нуждаются в постоянном поступлении глюкозы. Когда поступление углеводов в составе пищи недостаточно, содержание глюкозы в крови некоторое время поддерживается в пределах нормы за счёт расщепления гликогена в печени. Однако запасы гликогена в печени невелики. Они значительно уменьшаются к 6-10 ч голодания и практически полностью исчерпываются после суточного голодания. В этом случае в печени начинается синтез глюкозы de novo - глюконеогенез.

Изображение слайда
3

Слайд 3

Глюконеогенез - процесс синтеза глюкозы из веществ неуглеводной природы. Его основной функцией является поддержание уровня глюкозы в крови в период длительного голодания и интенсивных физических нагрузок. Процесс протекает в основном в печени (90% глюкозы) и менее интенсивно в корковом веществе почек, а также в слизистой оболочке кишечника (10% глюкозы). Эти ткани могут обеспечивать синтез 80-100 г глюкозы в сутки. На долю мозга при голодании приходится большая часть потребности организма в глюкозе. Это объясняется тем, что клетки мозга не способны, в отличие от других тканей, обеспечивать потребности в энергии за счёт окисления жирных кислот.

Изображение слайда
4

Слайд 4

В глюконеогенезе обратимые реакции катализируют те же ферменты, что и обратимые реакции гликолиза, но в обратном направлении. Однако 3 реакции гликолиза являются необратимыми, поэтому в глюконеогенезе образование фосфоенолпирувата из пирувата, фруктозо-6-фосфата из фруктозо-1,6-бифосфата и глюкозы из глюкозо-6-фосфата осуществляют другие ферменты. Необходимо отметить, что гликолиз протекает в цитозоле, а часть реакций глюконеогенеза происходит в митохондриях.

Изображение слайда
5

Слайд 5

Первичные субстраты глюконеогенеза - лактат, аминокислоты и глицерол. Включение этих субстратов в глюконеогенез зависит от физиологического состояния организма. Лактат - продукт анаэробного гликолиза. Он образуется при любых состояниях организма в эритроцитах и работающих мышцах. Таким образом, лактат используется в глюконеогенезе постоянно. Глицерол высвобождается при гидролизе жиров в жировой ткани в период голодания или при длительной физической нагрузке. Аминокислоты образуются в результате распада мышечных белков и включаются в глюконеогенез при длительном голодании или продолжительной мышечной работе.

Изображение слайда
6

Слайд 6

Включение субстратов в глюконеогенез

Изображение слайда
7

Слайд 7

Изображение слайда
8

Слайд 8

Синтез глюкозы из лактата. Глюкозолактатный цикл или " цикл Кори". Лактат, образующийся при анаэробном гликолизе в мышцах и эритроцитах, поступает в кровь, а затем в печень. В печени лактат под действием лактатдегидрогеназы превращается в пируват, который может окисляться до СО 2 и Н 2 О или включаться в глюконеогенез. Лактат как источник пирувата важен не столько при голодании, сколько при нормальной жизнедеятельности организма.

Изображение слайда
9

Слайд 9

В печени отношение NADH/NAD+ ниже, чем в сокращающейся мышце, поэтому лактатдегидрогеназная реакция протекает в обратном направлении, т.е. в сторону образования пирувата из лактата. Далее пируват включается в глюконеогенез, а образовавшаяся глюкоза поступает в кровь и поглощается скелетными мышцами. Эту последовательность событий называют "глюкозолактатным циклом", или "циклом Кори".

Изображение слайда
10

Слайд 10

Цикл Кори выполняет 2 важнейшие функции: 1 - обеспечивает утилизацию лактата; 2 - предотвращает накопление лактата и, как следствие этого, опасное снижение рН (лактоацидоз).

Изображение слайда
11

Слайд 11

Лактоацидоз Термин "ацидоз" обозначает увеличение кислотности среды организма (снижение рН) до значений, выходящих за пределы нормы. При ацидозе либо увеличивается продукция протонов, либо и то и другое). Метаболический ацидоз возникает при увеличении концентрации промежуточных продуктов обмена (кислотного характера) вследствие увеличения их синтеза или уменьшения скорости распада или выведения. При нарушении кислотно-основного состояния организма быстро включаются буферные системы компенсации (через 10-15 мин). Лёгочная компенсация обеспечивает стабилизацию соотношения НСО 3- /Н 2 СО 3, которая в норме соответствует 1:20, а при ацидозе уменьшается. Лёгочная компенсация достигается увеличением объёма вентиляции и, следовательно, ускорением выведения СО 2 из организма.

Изображение слайда
12

Слайд 12

Одной из причин метаболического ацидоза может быть накопление молочной кислоты. В норме лактат в печени превращается обратно в глюкозу путём глюконеогенеза либо окисляется. Кроме печени, другим потребителем лактата служат почки и сердечная мышца, где лактат может окисляться до СО 2 и Н 2 О и использоваться как источник энергии, особенно при физической работе. Уровень лактата в крови - результат равновесия между процессами его образования и утилизации. Кратковременный компенсированный лактоацидоз встречается довольно часто даже у здоровых людей при интенсивной мышечной работе. У нетренированных людей лактоацидоз при физической работе возникает как следствие относительного недостатка кислорода в мышцах и развивается достаточно быстро. Компенсация осуществляется путём гипервентиляции.

Изображение слайда
13

Слайд 13

При некомпенсированном лактоацидозе содержание лактата в крови увеличивается до 5 ммоль/л (в норме до 2 ммоль/л). При этом рН крови может составлять 7,25 и менее (в норме 7,36-7,44). Повышение содержания лактата в крови может быть следствием нарушения метаболизма пирувата. Нарушения метаболизма пирувата при лактоацидозе 1 - нарушение использования пирувата в глюконеогенезе; 2 - нарушение окисления пирувата.

Изображение слайда
14

Слайд 14

Так, при гипоксии, возникающей вследствие нарушения снабжения тканей кислородом или кровью, уменьшается активность пируватдегидрогеназного комплекса и снижается окислительное декарбоксилирование пирувата. В этих условиях равновесие реакции пируват ↔ лактат сдвинуто в сторону образования лактата. Кроме того, при гипоксии уменьшается синтез АТФ, что следовательно, ведёт к снижению скорости глюконеогенеза - другого пути утилизации лактата. Повышение концентрации лактата и снижение внутриклеточного рН отрицательно влияют на активность всех ферментов, в том числе и пируваткарбоксилазы, катализирующей начальную реакцию глюконеогенеза.

Изображение слайда
15

Слайд 15

Возникновению лактоацидоза также способствуют нарушения глюконеогенеза при печёночной недостаточности различного происхождения. Кроме того, лактоацидозом может сопровождаться гиповитаминоз В 1, так как производное этого витамина (тиаминдифосфат) выполняет коферментную функцию в составе ПДК при окислительном декарбоксилировании пирувата. Дефицит тиамина может возникать, например, у алкоголиков с нарушенным режимом питания.

Изображение слайда
16

Слайд 16

Итак, причинами накопления молочной кислоты и развития лактоацидоза могут быть: активация анаэробного гликолиза вследствие тканевой гипоксии различного происхождения; поражения печени (токсические дистрофии, цирроз и др.); нарушение использования лактата вследствие наследственных дефектов ферментов глюконеогенеза, недостаточности глюкозо-6-фосфатазы; нарушение работы ПДК вследствие дефектов ферментов или гиповитаминозов; применение ряда лекарственных препаратов, например бигуанидов (блокаторы глюконеогенеза, используемые при лечении сахарного диабета).

Изображение слайда
17

Слайд 17

Синтез глюкозы из аминокислот В условиях голодания часть белков мышечной ткани распадается до аминокислот, которые далее включаются в процесс катаболизма. Аминокислоты, которые при катаболизме превращаются в пируват или метаболиты цитратного цикла, могут рассматриваться как потенциальные предшественники глюкозы и гликогена и носят название гликогенных. Например, оксалоацетат, образующийся из аспарагиновой кислоты, является промежуточным продуктом как цитратногр цикла, так и глюконеогенеза.

Изображение слайда
18

Слайд 18

Синтез глюкозы из аминокислот Из всех аминокислот, поступающих в печень, примерно 30% приходится на долю аланина. Это объясняется тем, что при расщеплении мышечных белков образуются аминокислоты, многие из которых превращаются сразу в пируват или сначала в оксалоацетат, а затем в пируват. Последний превращается в аланин, приобретая аминогруппу от других аминокислот. Аланин из мышц переносится кровью в печень, где снова преобразуется в пируват, который частично окисляется и частично включается в глюкозонеогенез. Следовательно, существует следующая последовательность событий ( глюкозо-аланиновый цикл ): глюкоза в мышцах → пируват в мышцах → аланин в мышцах → аланин в печени → глюкоза в печени → глюкоза в мышцах.

Изображение слайда
19

Слайд 19

Весь цикл не приводит к увеличению количества глюкозы в мышцах, но он решает проблемы транспорта аминного азота из мышц в печень и предотвращает лактоацидоз.

Изображение слайда
20

Слайд 20

Синтез глюкозы из глицерола Глицерол образуется при гидролизе триацилглицеролов, главным образом в жировой ткани. Использовать его могут только те ткани, в которых имеется фермент глицеролкиназа, например печень, почки. Этот АТФ-зависимый фермент катализирует превращение глицерола в глицерол-3-фосфат. При включении глицерол-3-фосфата в глюконеогенез происходит его дегидрирование NAD-зависимой дегидрогеназой с образованием дигидроксиацетонфосфата, который далее превращается в глюкозу.

Изображение слайда
21

Слайд 21

Изображение слайда
22

Слайд 22

Изображение слайда
23

Слайд 23

Биосинтез глюкозы (реакции глюконеогенеза) В реакции глюконеогенеза может вступать пируват, образующийся при катаболизме аминокислот или в результате окисления лактата. Синтез глюкозы из 2 молекул пирувата включает 4 необратимые реакции и требует затрат энергии.

Изображение слайда
24

Слайд 24

Образование фосфоенолпирувата из пирувата происходит в ходе двух реакций, первая из которых протекает в митохондриях. Пируват, образующийся из лактата или из некоторых аминокислот, транспортируется в матрикс митохондрий и там карбоксилируется с образованием оксалоацетата. Образование оксалоацетата из пирувата. Пируваткарбоксилаза, катализирующая данную реакцию, - митохондриальный фермент, коферментом которого является биотин. Реакция протекает с использованием 1 молекулы АТФ.

Изображение слайда
25

Слайд 25

Дальнейшие превращения оксалоацетата протекают в цитозоле. Следовательно, на этом этапе должна существовать система транспорта оксалоацетата через митохондриальную мембрану, которая для него непроницаема. Оксалоацетат в митохондриальном матриксе восстанавливается с образованием малата при участии NADH (обратная реакция цитратного цикла). Превращение оксалоацетата в малат

Изображение слайда
26

Слайд 26

Образовавшийся малат затем проходит через митохондриальную мембрану с помощью специальных переносчиков. Кроме того, оксалоацетат способен транспортироваться из митохондрий в цитозоль в виде аспартата в ходе малат-аспартатного челночного механизма. В цитозоле малат вновь превращается в оксалоацетат в ходе реакции окисления с участием кофермента NAD +. Обе реакции: восстановление оксалоацетата и окисление малага катализируют малатдегидрогеназа, но в первом случае это митохондриальный фермент, а во втором - цитозольный. Образованный в цитозоле из малата оксалоацетат затем превращается в фосфоенолпируват в ходе реакции, катализируемой фосфоенолпируваткарбоксикиназой - ГТФ-зависимым ферментом. Превращение оксалоацетата в фосфоенолпируват осуществляется с затратой 1 молекулы ГТФ.

Изображение слайда
27

Слайд 27

Образование оксалоацетата, транспорт в цитозоль и превращение в фосфоенолпируват. 1 - транспорт пирувата из цитозоля в митохондрию; 2 - превращение пирувата в оксалоацетат (ОА); 3 - превращение ОА в малат или аспартат; 4 - транспорт аспартата и малата из митохондрии в цитозоль; 5 - превращение аспартата и малата в ОА; 6 - превращение ОА в фосфоенолпируват.

Изображение слайда
28

Слайд 28

Следует отметить, что этот обходной участок глюконеогенеза требует расхода двух молекул с макроэргическими связями ( АТФ и ГТФ ) в расчёте на одну молекулу исходного вещества - пирувата. В пересчёте на синтез одной молекулы глюкозы из двух молекул пирувата расход составляет 2 моль АТФ и 2 моль ГТФ или 4 моль АТФ

Изображение слайда
29

Слайд 29

Фосфоенолпируват в ходе двух последовательных обратимых реакций, которые катализируют енолаза и фосфоглицеромутаза, превращается в 3-фосфоглицерат. 3-фосфоглицерат фосфорилируется фосфоглицераткиназой с образованием 1,3-бифосфоглицерата, при этом донором фосфата является АТФ. В результате 3 обратимых реакций, которые последовательно катализируют глицеральдегид - 3-фосфатдегидрогеназа, триозофосфатизомераза и альдолаза, 2 молекулы 1,3-бифосфоглицерата превращаются в фруктозо-1,6-бисфосфат. Дефосфосфорилирование фруктозо-1,6-бисфосфата и глюкозо-6-фосфата - также необратимые реакции глюконеогенеза и их катализируют фруктозо-1,6-бисфосфатаза и глюкозо-6-фосфатаза. Эти ферменты относят к гидролазам и отщепляют от субстратов фосфатную группу с участием воды.

Изображение слайда
30

Слайд 30

Изображение слайда
31

Слайд 31

Итак, в печени существуют 4 фермента, которые принимают участие только в глюконеогенезе и катализируют обходные реакции необратимых стадий гликолиза. Пируваткарбоксилаза Фосфоенолпируваткарбоксикиназа фруктозо-1,6-бисфосфатаза Глюкозо-6-фосфатаза.

Изображение слайда
32

Последний слайд презентации: СИНТЕЗ ГЛЮКОЗЫ В ПЕЧЕНИ (ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ)

Энергетический баланс глюконеогенеза из пирувата Три реакции глюконеогенеза идут с затратой энергии. При превращении пирувата в оксалоацетат и 3-фосфоглицерата в 1,3-бифосфоглицерат расходуется по 1 молекуле АТФ. Кроме того, 1 молекула ГТФ необходима для образования фосфоенолпирувата из оксалоацетата. Учитывая, что стехиометрический коэффициент этого этапа глюконеогенеза равен 2, для синтеза 1 молекулы глюкозы из 2 молекул пирувата необходимо 4 АТФ и 2 ГТФ ( всего 6 АТФ). Суммарный результат глюконеогенеза из пирувата выражается следующим уравнением: 2 Пируват + 4 АТФ + 2 ГТФ + 2 (NADH + Н + )+ 4 Н 2 0 → Глюкоза + 4 АДФ + 2 ГДФ + 6 H 3 PO 4 + 2 NAD +

Изображение слайда