УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН Аэробный распад глюкозы. Пентозный цикл.

Смотреть слайды в полном размере
Презентация УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН Аэробный распад глюкозы. Пентозный цикл.

УГЛЕВОДНЫЙ ОБМЕН Аэробный распад глюкозы. Пентозный цикл.
Аэробный распад глюкозы Основной путь катаболизма глюкозы. Дихотомический распад молекулы глюкозы на 2 триозы. Происходит в нервной ткани, почках, печени, сердце. Поставляет энергию в клетку. Требуется кислород.
В процессе аэробного распада глюкозы выделяют три этапа: Гликолитическая фаза. Окислительное декарбоксилирование ПВК. Цикл трикарбоновых кислот.
I этап аэробного распада –гликолиз без последней реакции. Все реакции протекают в цитоплазме. Кислород может присутствовать, а может и отсутствовать (анаэробная фаза). Две реакции идут с затратой энергии (гексокиназная, фосфофруктокиназная ). Субстратное фосфорилирование обеспечивает на одну молекулу глюкозы 4 молекулы АТФ. 2 НАДН+Н+ (на 1 молекулу глюкозы)образуются в глицеральдегидфосфатдегидрогеназной реакции, проникают в митохондрии , где дают 3*2=6 АТФ. Большинство реакций обратимы, три реакции необратимые (гексокиназная, фосфофруктокиназная, пируваткиназная). Баланс: приход 6+4= 10АТФ. расход 2АТФ. 10-2 = 8АТФ.
Первый этап гликолитической фазы
Второй этап гликолитической фазы
II этап - окислительное декарбоксилирование ПВК
Пируватдегидрогеназная реакция
Реакция катализируется мультиферментным пируватдегидрогеназным комплексом, в котором участвуют 5 коферментов (ФАД, ТПФ, липоевая кислота, НАД , КоАSH) и 3 фермента.
Условия протекания реакции ПВК диффундирует в матрикс митохондрий, реакция протекает в матриксе митохондрий, реакция необратима, требуется кислород, образуются 2 НАДН+Н, которые дают 6АТФ. При избытке углеводов у ребёнка возникает недостаточность тиамина, в крови накапливается ПВК (продукт неполного окисления углеводов).
III этап - Цикл Кребса идёт в митохондриях, требует присутствия кислорода, из 1 молекулы ацетил-КоА – 12АТФ из 2 молекул ацетил-КоА = 2*12 АТФ=24 АТФ. При аэробном распаде глюкозы: этап – 8 АТФ, этап – 6 АТФ, этап –24 АТФ. Итого: 38 АТФ на 1 моль глюкозы.
Регуляция Регуляция цикла Кребса
Взаимосвязь обмена веществ на уровне цикла Кребса
ПЕНТОЗНЫЙ ЦИКЛ апотомический (усечённый) С6 вС5 + СО2, прямое окисление глюкозы, добавочный метаболический путь, идёт в определённых тканях: печени, жировой ткани, хрусталике, роговице, эритроцитах, половых железах, надпочечниках, молочных железах. В цитоплазме клеток в цикл вступают сразу не менее 6 молекул глюкозы.
Различают две ветви пентозного цикла Окислительная ветвь происходит образование НАДФН+Н, кислород не участвует, может протекать в присутствии и отсутствии кислорода. Неокислительная ветвь образование пентоз, образование исходного глюкозо-6-фосфата, не нуждается в кислороде, идёт в анаэробных условиях.
Биологическая роль пентозного цикла образование пентоз (синтез нуклеиновых кислот), образование НАДФ+Н для восстановительных синтезов (синтез холестерина, жирных кислот), сгорание других моносахаридов, помимо гексоз, образование 36 АТФ. Пентозный цикл - источник энергии у детей, так как аэробный распад глюкозы ещё не функционирует нормально.
Гексокиназная реакция Гексокиназная реакция
ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ ВЕТВЬ ПЕНТОЗНОГО ЦИКЛА
Итоговое уравнение окислительной части
Неокислительная ветвь пентозного цикла (в анаэробных условиях)
Неокислительная Неокислительная ветвь пентозного цикла
Пентозный цикл
Пентозный цикл связан с гликолизом. Триозы и гексозы могут вступать в дихотомический путь. В этом цикле за один оборот полностью распадается одна молекула глюкозы, все 6 углеродных атомов которой превращаются в СО2.
Регуляция пентозного цикла Усиливают пентозный цикл гормоны: инсулин, кортикотропин, андрогены, эстрогены. При дефиците витаминов Е, К на фоне угнетения тканевого дыхания нарастает активность ферментов пентозного цикла, Ингибиторы пентозного цикла - фунгициды.
Особенности пентозного цикла у детей Активность ферментов пентозного цикла отмечена у плода. В периоде новорожденности активность ферментов пентозного цикла существенно возрастает. У новорожденных половина глюкозы, окисляемой в пентозном цикле, идёт на образование энергии, а половина участвует в синтетических процессах. Это объясняется тем, что не начал полностью функционировать аэробный дихотомический путь. Низкая эффективность гликолиза.
Патология пентозного цикла Отсутствие в эритроцитах глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы Эритроциты нестойкие. Происходит гемолиз. Развивается анемия. Пентозный цикл в эритроцитах поставляет НАДФН+Н для восстановления окисленного глутатиона. 2 Глутатион-SH + Н2О2 вГ-S-S-Г + 2Н2О. Накопление перекиси сокращает время жизни эритроцита.
При недостатке витамина В1 Нарушается пентозный цикл. Определение активности транскетолазы крови позволяет судить о степени недостаточности тиамина. При перницитозной анемии возрастает активность транскетолаз. Нарушаются процессы синтеза нуклеиновых кислот, жирных кислот.