Параграф 33 глюконеогенез

Автор текста – Анисимова Е.С. Продавать текст нельзя. Авторские права защищены.
Курсив не зубрить. Замечания можно присылать по почте: exam_bch@mail.ru

https://vk.com/bch_5

ПАРАГРАФ 33:
«ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ»
(см. файл «33 ФОРМУЛЫ ГНГ»).
Обмен и значение лактата. – см. в п. 32.

33. 1. Определение ГНГ.
ГНГ – это синтез глюкозы, реакции получения глюкозы из оксалоацетата и всех веществ, которые могут превратиться в оксалоацетат – из пирувата, лактата, аспартата, метаболитов ЦТК (всех, кроме ацетилКоА, поскольку ацетилКоА в ЦТК превращается в 2 СО2 и поэтому в оксалоацетат не превращается – см. п.67).

33. 2. Тканевая локализация.
Реакции протекают в тех клетках, в которых есть ферменты, катализирующие эти реакции. Ферменты есть в клетках тогда, когда синтезируются в этих клетках. Синтез ферментов есть тогда, когда активны гены, кодирующие эти ферменты. То есть когда эти гены используются для транскрипции (синтеза РНК).
Реакции ГНГ протекают в основном В ПЕЧЕНИ, поэтому печёночная недостаточность может быть причиной снижения ГНГ, что нужно корректировать более регулярным питанием.
Кроме печени, реакции ГНГ протекают в почках и тонком кишечнике.

33. 3. Значение ГНГ и регуляция (см. также п.32).

в том, что этот процесс является единственным источником глюкозы в организме при голодании свыше суток, а глюкоза нужна организму для эритроцитов и головного мозга.
При обычном питании глюкоза поступает в кровь благодаря перевариванию углеводов пищи (см. п.30), из кишечника (через печень).
При отсутствии пищи глюкоза поступает в кровь за счёт расщепления гликогена печени (см. п.31).
Но гликогена печени хватает только на 12 часов. Через 12 часов голодания глюкоза должна поступать в кровь за счёт её образования в процесс ГНГ.
Иначе концентрация глюкозы в крови станет снижаться, её станет не хватать клеткам головного мозга и эритроцитам,
что может привести сначала к обмороку, а затем к коме и смерти, поскольку без глюкозы в этих клетках не вырабатывается АТФ, что приводит к нарушению жизнедеятельности этих клеток, а затем к их гибели. См. п.121.
Таким образом, ГНГ спасает организм от смерти при голодании свыше полусуток.

При голоде ГНГ стимулируется благодаря гормону глюкагону, секретируемому ;-клетками поджелудочной железы.
Кроме того, расход глюкозы повышается при стрессе, работе. Поэтому при стрессе активность ГНГ тоже повышается.
Поддерживать активность ГНГ (и поддерживать благодаря этому нормальный уровень глюкозы в крови и при стрессе) помогают гормоны стресса – ГКС и катехоламины адреналин и норадреналин (синтезируемые надпочечниками, а норадреналин – симпатическими нервами),
но избыток этих гормонов из-за чрезмерного стресса или из-за патологически повышенной продукции этих гормонов может привести к избытку глюкозы в крови – см. п.37.
Снижается активность ГНГ инсулином
за счёт подавления инсулином синтеза ключевых ферментов ГНГ, приводящего к снижению количества молекул ферментов в клетках, то есть за счёт репрессии (см. п.7 и п.85).
Инсулин является единственным гормоном, который снижает активность ГНГ. Благодаря этому инсулин предотвращает чрезмерное повышение уровня глюкозы в крови. При дефиците инсулина или его действия на клетки при сахарном диабете инсулин недостаточно сдерживает активность ГНГ, что может привести к повышению активности ГНГ и избытку глюкозы в крови – см. п.103.

Кроме гормонов, ГНГ регулируется метаболитами. Если Вы знаете регуляцию гликолиза метаболитами (см.п.32), то знаете и регуляцию ГНГ ими – она прямо противоположна.
Для гликолиза ингибиторами являются АТФ (продукт), цитрат и ацетилКоА, а активаторами гликолиза являются АДФ (субстрат) и фруктозо-2,6-бисфосфат
Для ГНГ всё наоборот – АТФ, цитрат и ацетилКоА являются активаторами ГНГ, а ингибиторами ГНГ являются АДФ и фруктозо-2,6-бисфосфат.
Изменение скорости ГНГ регуляторами (как и любого процесса) осуществляется посредством изменения активности ключевых ферментов ГНГ (см. файл «33 ФОРМУЛЫ ГНГ») – пируваткарбоксилазы, фосфоенол/пируват/карбоксикиназы, фруктозо-1,6-бисфосфатазы и глюкозо-6-фосфатазы.

33. 4. Последствия и причины нарушения ГНГ.
Последствия усиления ГНГ –
повышенное образование глюкозы, повышенное поступление глюкозы в кровь, повышенная концентрация глюкозы в крови (гипергликемия), гликозилирование белков, снижение иммунитета, аутоиммунные процессы (см. п.37).
Причины усиления ГНГ –
1 – усиление ГНГ из-за избытка гормонов, повышающих активность ГНГ (ГКС, КА, ГГ),
2 – недостаточное торможение ГНГ при дефиците инсулина или его сниженном влиянии при сахарном диабете,
3 – мутации в генах ключевых ферментов ГНГ, приводящие к их чрезмерной активности.
Последствия ослабления ГНГ –
недостаточное образование глюкозы в организме при голоде свыше 12 часов, недостаточное поступление глюкозы в кровь, нехватка глюкозы для головного мозга и эритроцитов, обморок, кома и (при отсутствии мер в виде инъекции глюкозы в кровь) смерть.
Причины ослабления ГНГ –
1 – печёночная недостаточность (так как ГНГ протекает в основном в печени),
2 – дефицит БИОТИНА (потому что без биотина пируват не превращается в оксалоацетат),
3 – избыточное подавление ГНГ инсулином при избытке инсулина (при инсулиноме или передозировке инсулина).
4 – недостаточная активность ферментов ГНГ из-за мутаций в их генах.

33.5. Межорганный обмен углеводов.
Имеется в виду обмен глюкозой, транспорт глюкозы от одних органов к другим, осуществляемый кровотоком.
Единственный орган, поставляющий глюкозу в кровь для доставки её в другие органы – это печень.
Печень может получать глюкозу с током крови из кишечника (см. п.30). А может образовывать глюкозу сама – или в результате расщепления гликогена (в течение 12 ч. после еды; п. 31), или в результате ГНГ (п. 33).
Из печени глюкоза доставляется во все ткани.
Схема: кишечник – печень – остальные ткани или печень – ткани.

Из эритроцитов и мышц в печень возвращается образованный в них продукт обмена глюкозы – лактат, который в печени снова превращается в глюкозу (п.32 и п.33).

33. 6. Глюкозо-лактатный и глюкозо-аланиновый циклы.
Так называют последовательности событий.
Глюкозо-лактатный цикл:
1 – гликолиз и ЛДГ, превращающие глюкозу в лактат (анаэробный гликолиз), который поступает в кровь;
(где это происходит? – в эритроцитах всегда, в мышцах при активной работе, в любой ткани при гипоксии)
2 – транспорт лактата с током крови в печень,
3 – превращение лактата в глюкозу в процессе ГНГ,
4 – поступление глюкозы из печени в кровь и её доставка в ЛЮБЫЕ ткани, в том числе  для гликоза – то есть для события 1. Поэтому последовательность и называется циклом – потому что может замкнуться.
В тканях: глюкоза в пируват (гликолиз), пируват в лактат (ЛДГ);
транспорт лактата в печень,
в печени: лактат в пируват (ЛДГ), пируват в глюкозу (ГНГ),
транспорт глюкозы в ткани.
Глюкоза ; пируват ; лактат ; лактат ; пируват ; глюкоза и т.д.

В мышцах пируват, образованный при гликолизе, может превратиться не в лактат, а в аланин (реакцию см в п. 64; нужен В6). Остальное похоже на глюкозо-лактатный цикл.
Глюкозо-аланиновый цикл:
1 – глюкоза превращается в пируват в процессе гликолиза,
пируват превращается в аланин в процессе переаминирования,
2 – аланин транспортируется из мышц в печень,
3 – в печени аланин превращается в пируват в процессе переаминирования,
4 – поступление глюкозы из печени в кровь и её доставка в ЛЮБЫЕ ткани, в том числе  для гликоза – то есть для события 1.
Глюкозо-аланиновый цикл позволяет снижать в мышцах концентрацию аммиака (см. п.64-66), но требует В6.
Глюкоза ; пируват ; аланин ; аланин ; пируват ; глюкоза и т.д.