Обеспечивают значительную часть энергетических потребностей (около 57% суточного калоригенеза) Являются составными частями более сложных соединений (нуклеиновых кислот, гликопротеидов, гликолипидов и др.)
служат предшественниками соединений других классов (липиды, заменимые аминокислоты) выполняют структурообразовательную функцию, т.е. входят в состав клеточных и межклеточных структур выполняют специфические функции
Жиры Полисахариды Белки Жирные Глицерин Моносахариды Аминокислоты кислоты Пируват Ацетил-КоА HS- КоА CO 2 2 H Цикл Кребса Дыхательная цепь H 2 O АТФ АТФ Оксалоацетат 2оксоглутарат
Жиры Полисахариды Белки Жирные Глицерин Моносахариды Аминокислоты кислоты Пируват Ацетил-КоА HS- КоА CO 2 2 H Цикл Кребса Дыхательная цепь H 2 O АТФ АТФ Оксалоацетат 2оксоглутарат
O H OH H OH ОН H H HO CH 2 - OH Глюкоз a O H OH H OH О H H H HO CH 2 - O - P Глюкозо - 6 - фосфат Гексокиназа АДФ АТФ
Глюкоза Глюкозо-6-фосфат Глюкозо-1-фосфат (Глюкоза) n+1 Фосфоглюкомутаза АТФ АДФ Гексокиназа Глюкозо-6-фосфатаза H 3 PO 4 Фосфорилаза H 3 PO 4 УДФ - Глюкоза УТФ РР Гликогенсинтаза (Глюкоза) n УДФ H 2 O γ - амилаза
Ключевые ферменты Активаторы Ингибиторы Гексокиназа Инсулин (индуцирует, т.е. повышает синтез) ГКС (репрессируют, т.е. снижают синтез) Гликогенсинтаза Инсулин (индуцирует) Катехоламины, глюкагон, цАМФ, Са2+ Фосфорилаза Катехоламины, глюкагон, цАМФ Инсулин Глюкозо-6-фосфатаза ГКС (индуцируют) Инсулин (репрессирует)
O H OH H OH ОН H H HO CH 2 - OH Глюкоз a O H OH H OH О H H H HO CH 2 - O - P Глюкозо-6-фосфат Гексокиназа АДФ АТФ
Фосфогексоизомераза O H P - O H 2 C CH 2 OH OH OH H HO Фруктозо-6-фосфат Ход реакций гликолиза
O H P - O H 2 C CH 2 O - P OH OH H HO Фруктозо– 1, 6-дифосфат АДФ АТФ Фосфофруктокиназа
CH 2 O - P С С С С O H OH H OH HO H CH 2 O - P Фруктозо -1,6 - дифосфат
CH 2 O - P С С H 2 OH O С С H OH CH 2 O - P ДОАФ O H 3 - ФГА Альдолаза Триозофосфат-изомераза
С С H OH CH 2 O - P O H 3 - ФГА 2 + HO O H O OH P С С H OH CH 2 O - P O ~ P 1,3 - диФГК O 2 2 ФГА-дегидрогеназа 2НАД + 2НАД+Н +
С OOH С H OH CH 2 O - P 2АТФ 2АДФ Глицераткиназа 3 - ФГК 2
С OOH С H O P CH 2 O Н 2 - ФГК Фосфоглицератмутаза 2
Енолаза Н 2 О 2 С OOH С O ~ P CH 2 Фосфоенолпируват
2АТФ 2АДФ пируваткиназа С OOH С CH 2 OH 2 COOH С CH 3 O Енолпируват Пируват 2
COOH С OH CH 3 H 2 Лактат Лактатдегидрогеназа 2НАД+Н + 2НАД +
3-ФГА-ДГ 3-ФГА 3-ФГК НАД+ 2НАД+Н + лактат пируват ЛДГ
Ключевые ферменты Активаторы Ингибиторы Гексокиназа Инсулин (индуцирует) Глюкозо-6-фосфат Фосфофруктокиназа АМФ, АДФ АТФ, НАДН, цитрат Пируваткиназа АТФ, НАДН, ацетил-КоА
Гликолиз имеет энергетическое значение Преимущества гликолиза: анаэробный процесс быстрый универсальный
Недостатки гликолиза: малоэффективный процесс продуктом гликолиза является лактат, накопление которого вызывает метаболический ацидоз
гликолиз ПДГ Глюкоза 2 пируват 2 НАД + 2 НАДН+Н + 2 НАД + 2 НАДН+Н + 2АТФ (3х2=6) (3х2=6) ЦТК + ДЦ 2 ацетил-КоА СО 2 + Н 2 О 12 х 2 = 24 АТФ
ЛДГ ПДГ Лактат пируват НАД + НАДН+Н + НАД + НАДН+Н + (3 АТФ) (3 АТФ) ЦТК + ДЦ 2 ацетил-КоА СО 2 + Н 2 О 12 АТФ
СН 3 + + СО 2 СООН Пируваткарбоксилаза С О С О СООН АТФ АДФ СН 2 Пируват СООН Оксалоацетат
СООН - СО 2 СН 2 ФЕП-карбоксикиназа С О С О ~ РО 3 Н 2 СН 2 ГТФ ГДФ СООН СООН ФЕП Оксалоацетат
O H H P - O H 2 C CH 2 O - P OH OH H HO Фруктозо–1,6- дифосфат O H H P - O H 2 C CH 2 O Н OH OH H HO Фруктозо–6-фосфат - Н 3 РО 4 Фруктозо-1,6-дифосфатаза
O H OH H OH О H H H HO CH 2 - O - P Глюкозо-6-фосфат O H OH H OH О H H H HO CH 2 - O Н Глюкоза Глюкозо-6-фосфатаза - Н 3 РО 4
ЛДГ ПКЛ 2 Лактат 2 пируват 2 НАДН 2НАД+ 2АТФ 2АДФ ФЕПКК 2 оксалоацетат 2 ФЕП 2 ГТФ 2ГДФ
2 2- ФГК 2 3-ФГК 2 1,3-диФГК 2 3-ФГА 3-ФГА ДОАФ
3-ФГА + ДОАФ фр-1,6-дифосфат фр-1,6-дифосфатаза фр-6-фосфат глюкозо-6-фосфатаза гл-6-фосфат глюкоза
Является важным источником глюкозы в организме Удаляет большую часть лактата из клеток и тканей, работающих в анаэробных условиях, что предохраняет их от метаболического ацидоза
Ключевые ферменты Активаторы Ингибиторы Пируваткарбоксилаза Глюкагон, КА, ГКС, цАМФ, ацетил-КоА, АТФ АДФ ФЭП - карбоксикиназа Глюкагон, КА, ГКС, цАМФ, АТФ Инсулин (репрессия) Фруктозо-1,6-дифосфатаза ГКС (индукция) АМФ Глюкозо-6-фосфатаза ГКС (индукция) Инсулин (репрессия) Тормозит глюконеогенез этанол.
Мышцы Кровь Печень Глюкоза Глюкоза Глюкоза Лактат Лактат Лактат Гликолиз ГНГ
Глюкозо-6-фосфат Глюкоза Гликоген Фруктоза, галактоза Лактат, пируват, оксалоацетат и др. Везде Печень Печень Мышцы Печень, кора почек, тонкий к-к
Глюкозо-6-фосфат Глюкоза Гликоген ПФП Гликолиз Везде Печень Мышцы Печень, кора почек, тонкий к-к
O H OH H OH H H H HO CH 2 - O – P Глюкозо-6-фосфат O H OH H H H HO CH 2 - O - P O 6 -фосфоглюконолактон Глюкозо-6-фосфат- дегидрогеназа НАДФ + НАДФН+Н + 1)
O H OH H H H HO CH 2 - O - P O 6 -фосфоглюконолактон HOH Лактоназа COOH С С С С CH 2 - O - P H OH H OH H OH HO H 6- фосфоглюконат Реакции окислительной части ПФП 2)
COOH С С С С CH 2 - O - P H OH H OH H OH H 6- фосфоглюконат 6 – фосфоглюконат - дегидрогеназа НАДФ + НАДФН+Н + С H 2 OH С С С CH 2 - O - P H OH H OH O СО 2 HO Рибулозо-5-фосфат Реакции окислительной части ПФП 3)
С H 2 OH С С С CH 2 - O - P H OH H OH O Рибулозо-5-фосфат Ксилулозо- 5-фосфат Рибозо-5- фосфат 4)
Амфиболическое – является путем распада углеводов и одновременно образования веществ, используемых в синтетических реакциях (НАДФН и рибозо- -5-фосфата)
2) Энергетическое - образующиеся метаболиты окислительной части могут использоваться в гликолизе 3) Синтетическое - связано с использованием рибозо-5-фосфата и НАДФН
Рибозо-5-фосфат используется в синтезе нуклеотидов, которые необходимы для образования коферментов макроэргов цАМФ нуклеиновых кислот
НАДФН используется: - для восстановительных биосинтезов (для работы редуктаз в синтезе холестерина и жирных кислот, в образовании дезоксирибозы из рибозы, для восстановления глутатиона) - в обезвреживании аммиака при восстановительном аминировании
для работы гидроксилаз (синтез КА, серотонина, стероидных гормонов, желчных кислот, активация витамина Д, синтез коллагена, обезвреживание ксенобиотиков) в трансгидрогеназной реакции
Пентозофосфатный путь - способствует прозрачности хрусталика глаза - предупреждает гемолиз эритроцитов - входит в систему защиты от свободных радикалов и активных форм кислорода Значение ПФП:
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
Ключевые ферменты: - глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа - 6-фосфоглюконатдегидрогеназа - транскетолаза
Активность ПФП увеличивается: 1) при повышении отношения НАДФ + / НАДФН 2) под влиянием инсулина и йодтиронинов ПФП ингибируется ГКС
Глюкозо - 6 - фосфат Глюкоза Гликоген Фруктоза, галактоза Лактат, пируват, оксалоацетат и др. Везде Печень Печень Мышцы Печень, кора почек, тонкий к-к
Глюкозо - 6 - фосфат Глюкоза Гликоген ПФП гликолиз Везде Печень Мышцы Печень, кора почек, тонкий к-к
Нормальная концентрация глюкозы в крови составляет 3,3 - 5,5 ммоль/л. Постоянство глюкозы обеспечивается двумя противоположно направленными процессами: 1. Поставляющими глюкозу в кровь (переваривание углеводов в ЖКТ, ГНГ, распад гликогена печени); 2. Использующими глюкозу в тканях (гликолиз, синтез гликогена, ПФП, синтез жира).
При очень высокой концентрации глюкозы в крови (> 9 – 10 ммоль/л), она может быть снижена за счет выведения ее с мочой Такое явление называют глюкозурией. В норме концентрация глюкозы в моче составляет 0,2 - 1,2 ммоль/л
Переваривание углеводов в ЖКТ ГНГ Распад гликогена печени
Гликолиз Синтез гликогена ПФП Синтез жира
Гипогликемический гормон (инсулин) снижает глюкозу крови благодаря: 1) увеличению проницаемости клеточных мембран для глюкозы 2) ингибированию процессов, поставляющих глюкозу (ГНГ, распад гликогена печени) 3) активации процессов, использующих глюкозу (гликолиз, синтез гликогена, ПФП, синтез жира)
Гипергликемические гормоны (глюкагон, катехоламины, глюкокортикостероиды и соматотропин) повышают глюкозу крови за счет активации распада гликогена печени и стимуляции ГНГ
Причины гипергликемии : 1) алиментарная (пищевая) 2) сахарный диабет (возникает при недостатке инсулина) 3) патология ЦНС (менингит, энцефалит) 4) стресс 5) избыток гипергликемических гормонов 6) повреждение островков поджелудочной железы (панкреатит, кровоизлияния) Невысокая и кратковременная гипергликемия не опасна.
Длительная гипергликемия приводит - К истощению запасов инсулина (что является одной из причин сахарного диабета) - К потере воды тканями, поступлению ее в кровь, увеличению кровяного давления, увеличению диурез. Гипергликемия в 50-60 ммоль/л может привести к гиперосмолярной коме.
Приводит к неферментативному гликозилированию белков плазмы крови эритроцитов кровеносных сосудов почечных канальцев нейронов хрусталика коллагена
Гликозилирование изменяет свойства белков и является причиной тяжелых осложнений : тканевых гипоксий склерозирования сосудов катаракты почечной недостаточности нарушения нервной проводимости снижения срока жизни эритроцитов и т.д.
Причины гипогликемии : 1) алиментарная (пищевая) 2) усиленное использование глюкозы (при тяжелой мышечной работе) 3) патология ЖКТ (воспалительные процессы) 4) патология печени 5) патология ЦНС
6) недостаток гипергликемических гормонов 7) избыток инсулина (опухоль поджелудочной железы, передозировка инсулина) Гипогликемия очень опасна, так как приводит к гипогликемической коме.
Состоят из чередующихся ДС звеньев, которые образуют длинные неразветвленные цепи Одним из мономеров является гексуроновая кислота (Д-глюкуроновая или L -идуроновая)
Вторым мономером являются аминосахара (глюкозамин или галактозамин), обычно N -ацетилированные Кроме ГК, все гликозаминогликаны содержат сульфатные группы
Антикоагулянт – препятствует свертыванию крови. Применяется для рассасывания тромбов при лечении тромбозов Активирует ЛП-липазу в эндотелии сосудов Участвует в воспалительных реакциях
Содержание ГП повышается: При СД При воспалениях (ревматизм, туберкулез, пневмония и т.д.) При различных пролиферативных процессах, как физиологических (беременность ), так и патологических (опухоли)
Ферменты – нуклеазы, пепсин, гиалуронидаза, холинэстераза и др. Гормоны – ТТГ, гонадотропные гормоны Рецепторы для гормонов, вирусов, бактерий Иммуноглобулины Белки каскада свертывания крови – фибриноген, протромбин
Групповые вещества крови Транспортные белки крови – транскортин (транспорт ГКС), церулоплазмин (транспорт меди), трансферрин (транспорт железа) Белки – регуляторы роста и развития клеток Коллаген и эластин
1. Обеспечивает процессы узнавания (клетка – клетка, молекула – молекула). Это важно: при росте и дифференцировке клеток при взаимодействии гормон – рецептор, антиген – антитело при осуществлении специфического транспорта
2. Препятствует протеолизу белка, делает белок более устойчивым к действию протеолитических ферментов 3. Участвует в стабилизации структуры белка
