Цикл кори биологическая роль

7.6. Цикл кори

Цикл Кори (глюкозо-лактатный цикл) открыла чешская ученая, лауреат Нобелевской премии Тереза Кори. Он представляет собой биохимический транспорт лактата из мышц в печень и дальнейший синтез глюкозы из лактата, катализируемый ферментами глюконеогенеза:

При интенсивной мышечной работе и в условиях отсутствия или недостаточного числа митохондрий (например, в эритроцитах) глюкоза подвергается анаэробному гликолизу с образованием лактата. При накоплении лактата в мышцах возникает лактат-ацидоз, раздражаются чувствительные нервные окончания, что вызывает боль в мышцах.

Лактат переносится кровью в печень и превращается в пируват, а затем в глюкозу (глюконеогенез), которая с током крови может возвращаться в работающую мышцу.

Направление лактатдегидрогеназной реакции в работающих мышцах и печени обусловлено отношением концентраций восстановленной и окисленной форм НАД+: отношение НАД+/НАДН в сокращающейся мышце больше, чем в печени.

7.7. Спиртовое брожение

Спиртовое брожение осуществляется дрожжеподобными организмами, а также некоторыми плесневыми грибками:

Механизм реакции близок к гликолизу. Расхождение начинается после этапа образования пирувата. При гликолизе пируват при участии фермента ЛДГ и кофермента НАДН восстанавливается в лактат. При спиртовом брожении пируват подвергается декарбоксилированию, в результате образуется ацетальдегид, а затем при восстановлении его — этанол:

При молочнокислом брожении ПВК не декарбоксилируется, а, как и при гликолизе в животных тканях, восстанавливается при участии ЛДГ за счет водорода НАДН.

7.8. Пентозофосфатный путь превращения глюкозы

Пентозофосфатный путь — альтернативный путь окисления глюкозы. Его функции:

— поставляет клеткам кофермент НАДФН, использующийся как донор водорода в реакциях восстановления;

— обеспечивает клетки пентозофосфатами для синтеза нуклеотидов и нуклеиновых кислот.

Пентозофосфатный путь не приводит к синтезу АТФ.

Ферменты пути локализованы в цитозоле.

В пентозофосфатном пути превращения глюкозы выделяют окислительный и неокислительный пути образования пентоз.

Окислительный путь включает две реакции дегидрирования. Коферментом дегидрогеназ является НАДФ+, восстанавливающийся в НАДФН. Пентозы образуются при окислительном декарбоксилировании.

Неокислительный путь включает реакции переноса 2- и 3-х углеродный фрагментов с одной молекулы на другую. Этот путь служит для синтеза пентоз. Процесс обратим, и из пентоз могут образовываться гексозы.

Пентозофосфатный путь образования пентоз протекает в печени, жировой ткани, молочной железе, коре надпочечников, эритроцитах.

1). Дегидрирование глюкозо-6-фосфата при участии глюкозо-6-фос-фатдегидрогеназы и кофермента НАДФ+ с образованием 6-фосфоглюконо--лактона и НАДФН:

2). 6-фосфоглюконо--лактон нестабилен и гидролизуется с образованием 6-фосфоглюконата (фермент — 6-фосфоглюконолактоназа):

3). Дегидрирование и декарбоксилирование 6-фосфоглюконата с образованием рибулозо-5-фосфата (пентоза) и НАДФН при участии декарбоксилирующей 6-фосфоглюконатдегидрогеназы:

4). Под действием эпимеразы из рибулозо-5-фосфата образуется ксилулозо-5-фосфат (пентоза). Под влиянием изомеразы рибулозо-5-фосфат превращается в рибозо-5-фосфат (пентоза). Между формами пентозофосфатов устанавливается равновесие:

На этом этапе пентозофосфатный путь может быть завершен. При других условиях наступает неокислительная стадия пентозофосфатного цикла, протекающая в анаэробных условиях. Она заключается в переносе двух- и трехуглеродных фрагментов от одной молекулы к другой. При этом образуются вещества, характерные для гликолиза (фруктозо-6-фосфат, фруктозо-1,6-бисфосфат, фосфотриозы), и вещества, специфические для пентозофосфатного пути (седогептулозо-7-фосфат, пентозо-5-фосфаты, эритрозо-4-фосфат).

Шесть молекул глюкозо-6-фосфата в пентозофосфатном цикле образуют 6 молекул рибулозо-5-фосфата и 6 молекул СО2. Из 6 молекул рибулозо-5-фосфата регенерируется 5 молекул глюкозо-6-фосфата:

Промежуточные продукты цикла (фруктозо-6-фосфат и глицеральдегид-3-фосфат) включаются в гликолиз.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

Источник

2)Глюконеогенез. Основные субстраты, ключевые ферменты процесса. Цикл Кори

Глюконеогенез — это образование глюкозы вновь из неуглеводных компонентов: пирувата, лактата,гликогенных аминокислот, глицерина,любого соединения, которое в процессе катаболизма может быть превращено в пируват или один из метаболитов цикла Кребса.

Глюконеогенез протекает в: печени, корковом веществе почек,слизистой кишечника.За счёт глюконеогенеза в условиях углеводного голодания образуется 80 г глюкозы.

Глюконеогенез-это частично обращённый гликолиз.

Три реакции гликолиза необратимы, поэтому используются другие ферменты. Пируваткиназная реакция заменяется двумя:пируваткарбоксилазной реакцией и фосфоенолпируваткарбоксикиназной реакцией.

Между этими реакциями существует челночный механизм.ЩУК не может самостоятельно выйти из митохондрий.ЩУК + НАДН+Н = малат + НАД. В цитоплазме малат окисляется цитоплазматической малатдегидрогеназой до ЩУК

От ФЕП до ФФК реакции все реакции идут в обратной последовательности гликолиза:Фосфофруктокиназная реакция заменяется фруктозодифосфатазной реакцией.

Биологическая роль глюконеогенезаизбавление от лактата (85% лактата идёт на глюконеогенез, 15% — окисляется до СО2, Н2О и энергии), связь обменов, получение эндогенной глюкозы.

Итоговое уравнение глюконеогенеза

2 лактата + 6АТФ + 4Н2О + 2НАДН+Н глюкоза + 6АДФ + 6Фн + 2НАД

АТФ используется в пируваткарбоксилазной, фосфоенолпируваткарбоксикиназной, фосфоглицераткиназной реакциях. НАДН+Н необходим для ГАФДГ. 2Н20 участвуют в енолазной реакции. 2Н20 — в фосфатазных реакциях.

Регуляция глюконеогенеза4 фермента определяют скорость процесса. При уменьшении АТФ и НАД тормозится глюконеогенез. Ключевые ферменты стимулируются АТФ,ингибируются — АДФ и АМФ. Инсулин — репрессор ферментов глюконеогенеза.Процесс активируется: глюкокортикоидами, жирными кислотами, избытком лактата в крови, глюкагоном.

Цикл Кори осуществляет связь между гликолизом в мышце при активной работе и глюконеогенезом в печени. При работе лактат поступает из мышц в кровь и печень.

Мышца Кровь Печень

3)Больной 50 лет поступил в клинику с жалобами на резкие боли в об­ласти сердца, слабость. Активность каких ферментов следует определить в крови больного для исключения инфаркта миокарда?

МБ+КФК

ЛДГ

АСТ/АЛТ

Миоглобин тропонин

Билет 23

1)Холестерин, его биологическая роль, биосинтез. Гиперхолестеринемии. Атеросклероз.

Холестерин:

• циклический ненасыщенный спирт,

• нерастворим в воде,

• в основе холестерина лежит кольцо циклопентанпергидрофенантрена.

Содержится в: коре надпочечников, мозге, нервной ткани, мышцах, соединительной ткани, жировой ткани.

Биороль:

• синтез желчных кислот,

• синтез половых гормонов,

• синтез кортикостероидов,

• синтез витамина D3,

• входит в состав клеточных мембран, миелиновых оболочек,

• участвует в образовании желчных камней, развитии атеросклероза.

Пищевые источники холестерина:

• печень,

• яйца,

• мясо,

• мозг,

• икра.

Синтезируется в:

• эндоплазматическом ретикулуме, цитозоле печени (80%),

• коже,

• стенке тонкой кишки.

Синтез холестерина:

• включает 35 реакций,

• идёт в 3 стадии:

1. образование из ацетил-КоА мевалоновой кислоты,

2. образование из мевалоновой кислоты сквалена,

3. циклизация сквалена в холестерин.

Холестеринемии:

1)Наследственная.

В сыворотке крови увеличено содержание холестерина, β-липопротеинов

• Механизм развития заболевания- отсутствие или снижение количества рецепторов клеток к ЛПНП, снижается захват и катаболизм холестерина из ЛПНП, увеличивается содержание холестерина в плазме, оседание холестерина на стенки сосудов, развитие атеросклеротических бляшек

• Осложнения- ранний инфаркт миокарда, ксантоматоз, инсульт

2) Алиментарная гиперхолестеринемиявозникает от избытка в питании холестерина

3)Вторичная гиперхолестеринемия возникает при гипотиреозе, сахарном диабете, подагре, нефротическом синдроме

Атеросклероз:

• Заболевание, связанное с накоплением холестерина в интиме сосудов с последующей дегенерацией, отложением в очаг поражения солей кальция, фиброзированием очага и тромбозом

• Диагностические критерии:

• гиперлипидемия,

• гиперхолестеринемия

• изменение состава и соотношения транспортных форм холестерина (увеличение ЛПНП и уменьшение ЛПНП)

• Снижение соотношения фосфолипиды

холестерин

• Снижение активности липопротеинлипазы

• Уменьшение в составе триацилглицеринов полиненасыщенных жирных кислот и эфиров холестерина

Способствуют развитию атеросклероза:

• наследственная предрасположенность

• гипертония

• сахарный диабет

• ожирение

• стрессы

• гиподинамия

• нарушение равновесия свертывающей и противосвертывающей системы крови.

Соседние файлы в предмете Биохимия

• #
• #

Источник

Цикл Кори — Cori cycle

Цикл Кори (также известный как цикл молочной кислоты ), названный в честь его первооткрывателей, Карла Фердинанда Кори и Герти Кори , представляет собой метаболический путь, в котором лактат вырабатывается анаэробным гликолизом в мышцах транспортируется в печень и превращается в глюкозу, которая затем возвращается в мышцы и циклически метаболизируется обратно в лактат.

Процесс

Мышечная активность требует АТФ , который обеспечивается расщеплением гликогена в скелете мышцы . Распад гликогена, известный как гликогенолиз , высвобождает глюкозу в форме глюкозо-1-фосфата (G1P). G1P превращается в G6P с помощью фосфоглюкомутазы . G6P легко вводится в гликолиз (или может переходить в пентозофосфатный путь , если концентрация G6P высока) процесс, который обеспечивает АТФ мышечными клетками в виде источник энергии. Во время мышечной активности необходимо постоянно пополнять запасы АТФ. Когда подача кислорода достаточна, эта энергия поступает от подачи пирувата , одного продукта гликолиза, в цикл лимонной кислоты .

. Когда подача кислорода недостаточна, обычно во время интенсивной мышечной активности энергия должна высвобождаться посредством анаэробного метаболизма . Молочнокислая ферментация превращает пируват в лактат с помощью лактатдегидрогеназы . Что наиболее важно, ферментация регенерирует NAD , поддерживая его концентрацию, поэтому могут происходить дополнительные реакции гликолиза. На стадии ферментации НАДН , полученный в результате гликолиза, окисляется обратно до НАД, передавая два электрона от НАДН для восстановления пирувата до лактата. (За подробностями обращайтесь к основным статьям по гликолизу и ферментации .)

Вместо того, чтобы накапливаться внутри мышечных клеток, лактат, произведенный анаэробной ферментацией, поглощается печень . Это инициирует вторую половину цикла Кори. В печени происходит глюконеогенез . С интуитивной точки зрения глюконеогенез обращает вспять как гликолиз, так и ферментацию, превращая лактат сначала в пируват, а затем обратно в глюкозу. Затем глюкоза поступает в мышцы через кровоток ; он готов к дальнейшим реакциям гликолиза. Если мышечная активность прекратилась, глюкоза используется для пополнения запасов гликогена посредством гликогенеза .

В целом на этапах гликолиза цикла вырабатываются 2 молекулы АТФ при затратах 6 молекул АТФ, потребляемых на этапах глюконеогенеза. Каждая итерация цикла должна поддерживаться чистым потреблением 4 молекул АТФ. В результате цикл не может продолжаться бесконечно. Интенсивное потребление молекул АТФ в цикле Кори сдвигает метаболическую нагрузку с мышц на печень.

Значение

Важность цикла основана на предотвращении лактоацидоза в мышцах в анаэробных условиях. Однако обычно, прежде чем это произойдет, молочная кислота перемещается из мышц в печень.

Цикл также важен для производства АТФ, источника энергии, во время мышечной активности. Цикл Кори функционирует более эффективно, когда мышечная активность прекращается. Это позволяет погашать кислородный долг, так что цикл лимонной кислоты и цепь переноса электронов могут производить энергию с максимальной эффективностью.

Цикл Кори является гораздо более важным источником субстрата для глюконеогенеза чем еда. Вклад лактата цикла Кори в общую продукцию глюкозы увеличивается с периодом голодания до выхода на плато. В частности, через 12, 20 и 40 часов голодания добровольцев-людей на глюконеогенез приходится 41%, 71% и 92% продукции глюкозы, но вклад лактата цикла Кори в глюконеогенез составляет 18%, 35% и 36%. % соответственно. Оставшееся производство глюкозы происходит за счет распада белка, мышечного гликогена и глицерина в результате липолиза .

Препарат метформин может вызывать лактоацидоз у пациентов с почечной недостаточностью потому что метформин ингибирует печеночный глюконеогенез цикла Кори, особенно комплекс 1 дыхательной цепи митохондрий. Накопление лактата и его субстратов для производства лактата, пирувата и аланина, приводит к избытку лактата. Обычно избыток лактата выводится почками, но у пациентов с почечной недостаточностью почки не могут справиться с избытком молочной кислоты.

См. Также

• цикл аланина
• цикл лимонной кислоты

Ссылки

1. ^«Карл и Герти Кори и метаболизм углеводов» . Американское химическое общество. 2004. Проверено 12 мая 2020 г.
2. ^Нельсон, Дэвид Л. и Кокс, Майкл М. (2005) Принципы биохимии Ленингера, четвертое издание. Нью-Йорк: W.H. Фримен и компания, стр. 543.
3. ^ «Cori Cycle Архивировано 23 апреля 2008 г. на Wayback Machine «. Получено 3 мая 2008 г., из Элмхерста, стр. 1-3.
4. ^Gerich JE, Meyer C, Woerle HJ, Stumvoll M (2001). «Почечный глюконеогенез: его значение в гомеостазе глюкозы человека» . Уход за диабетом . 24(2): 382-391 . doi : 10.2337 / diacare.24.2.382 . PMID11213896 .
5. ^Nuttall FQ, Ngo A, Gannon MC (2008). «Регулирование выработки глюкозы в печени и роль глюконеогенеза у людей: постоянна ли скорость глюконеогенеза?» . Исследования и обзоры диабета / метаболизма. 24 (6): 438-458. doi : 10.1002 / dmrr.863 . PMID18561209 . S2CID24330397 .
6. ^ Кац J, Tayek JA (1998). «Глюконеогенез и цикл Кори у людей, голодавших в течение 12, 20 и 40 часов» . Американский журнал физиологии . 275 (3 Pt 1): E537 — E542. doi : 10.1152 / ajpendo.1998.275.3.E537 . PMID9725823 .
7. ^Кэхилл GF (2006). «Топливный обмен при голодании» (PDF). Ежегодный обзор питания . 26: 1-22. doi : 10.1146 / annurev.nutr.26.061505.111258 . PMID16848698 .
8. ^Vecchio, S. et al. «Накопление метформина: лактоацидоз и высокие уровни метформина в плазме в серии ретроспективных клинических случаев у 66 пациентов, получающих хроническую терапию», Clin Toxicol. 2014; 52 (2).
9. ^Сиртори С.Р., Пасик К. «Повторная оценка бигуанида, метформина: механизм действия и переносимость». Pharmacol Res 1994; 30.

Источники

• Smith, A.D., Datta, S.P., Smith, G. Howard, Campbell, P.N., Bentley, R., (Eds.) Et al. (1997) Oxford Dictionary of Biochemistry and Molecular Biology. Нью-Йорк: Oxford University Press.

Источник