Адреналін гальмує синтез глікогену

Адреналін не тільки стимулює розпад глікогену, але й одночасно гальмує його синтез в печінці із глюкози, що сприяє максимальному потраплянню глюкози в кров. Як видно на Рис. 2.1, зв’язування адреналіну на поверхні клітин печінки та наступне утворення сАМР стимулюють каталізуючий протеїнкіназою процес фосфорилювання глікоген-синтази, в результаті якого активна дефосфорильована форма глікоген-синтази перетворюється в неактивну фосфорильовану форму. Таким чином, ланцюг реакцій, який призводить до зменшення глікоген-синтазної активності, має той же самий механізм, що і розпад глікогену з утворенням вільної глюкози в крові.

Внаслідок увесь доступний глікоген, глюкозо-6-фосфат та інші попередники йдуть на утворення вільної глюкози, яка надходить у кров; цим досягається максимальне забезпечення м'язів паливом і тим самим здійснюється підготовка організму до критичної ситуації. Адреналін діє не тільки на печінку, але і на скелетні м'язи та серце, де він сприяє розпаду глікогену також шляхом стимуляції м'язової фосфорилази через утворення сАМР.

Рис. 2.1 Гальмування синтезу глікогену адреналіном. Протеїнкіназа, активована циклічним АМР, каталізує фосфорилювання глікоген-синтази, переводячи таким чином фермент в неактивну форму.

Оскільки в м'язах і серці відсутня глюкозо-6-фосфатаза, продуктом розщеплення глікогену в цих органах є не глюкоза крові, а молочна кислота, яка утворюється з глюкозо-6-фосфату під часі гліколізу. Таким чином, стимуляція розпаду глікогену в м'язах веде до збільшення швидкості гліколізу та утворенню АТР, що забезпечує швидке зростання м'язової активності.

Фосфодіестераза інактивує циклічний аденозинмонофосфат

До тих пір, доки тварина відчуває себе в небезпеці і мозковий шар його наднирників секретує в кров адреналін, аденілатциклазна система печінки залишається повністю активованою. В результаті концентрація сАМР в клітинах-мішенях підтримується на відносно високому рівні, що забезпечує високу швидкість розпаду глікогену. Але як тільки небезпека зникає, секреція адреналіну припиняється і його вміст в крові швидко падає в результаті ферментативного розщеплення в печінці. По мірі того, як рецептори адреналіну стають незайнятими, аденілатциклаза повертається в неактивний стан та утворення сАМР припиняється. сАМР який залишився руйнується під дією фосфодіестерази (Рис. 3.1) – ферменту, який каталізує гідроліз 3’-фосфатного зв’язку в сАМР з утворенням вільного 5’-аденозинмонофосфату (5’-АМР):

Рис. 3.1 Дія фосфодіестерази на сАМР. Фосфодіестераза багатьох тканин активується іонами Са²⁺. Цей ефект непрямий; спочатку іони Са²⁺пов’язуються з регуляторним білком кальмодуліном, а потім комплекс Са²⁺-кальмодулін приєднуються до фосфодіестерази, викликаючи тим самим активацію ферменту.

По мірі зменшення складу сАМР в цитозолі відбувається вивільнення сАМР, який пов’язаний з регуляторними субодиницями протеїнкінази. В результаті регуляторні субодиниці поєднуються знову з каталітичними в результаті чого протеїнкіназа переходять в неактивну форму. Фосфорильована форма кінази фосфорилази в подальшому підлягає дефосфорилюванню так як і фосфорилаза а, під дією фосфатази фосфорилази. Все це повертає систему глікогенолізу в вихідний стан. Одночасно відбувається ре активація глікоген-синтази шляхом її дефосфорилювання. Характерною що вона інгібується кофеїном та теофіліном – алкалоїдами, які в великих кількостях знаходяться в великих кількостях в каві та чаї. Ці алкалоїди пролонгують або посилюють дію адреналіну шляхом зниження швидкості розпаду сАМР. В цілому ряді тканин фосфодиестераза активується іонами Са²⁺⁺. Цей ефект пояснюється зв’язуванням іонів Са²⁺⁺ зі специфічними Са²⁺⁺-зв’язуючим білком, який називається кальмодуліном. Комплекс Са²⁺⁺-кальмодулін приєднується до фосфодиестерази та активує її. Кальмодулін представляє собою нещодавно відкритий білок, який широко розповсюджений в усьому тваринному світі. Майже у усіх тварин кальмодулін має одну й ту ж саму послідовність амінокислот. Концентрація іонів Са²⁺⁺ в цитозолі регулює багато функцій клітин; в силу цього іони Са²⁺, подібно сАМР, відіграють важливу регуляторну роль як вторинний посередник. Кальмодулін бере учать в передачі сигналу, який викликає збільшення іонів Са²⁺ в цитозолі, шляхом утворення комплексу Са²⁺-регулючим білком, стимулює його активність.