- •Государственное бюджетное образовательное учреждение
- •Глава 1. Углеводный обмен л.П. Никитина, а.Ц. Гомбоева
- •1.1. Виды углеводов и их функции
- •1.2. Переваривание сложных глицидов в желудочно-кишечном тракте
- •1.3. Судьба глюкозы в клетке
- •Этапы гликолиза
- •Роль пентозофосфатного пути окисления глюкозы
- •Анаболическая фаза обмена глюкозы
- •1.4. Гликогенолиз и гликогеногенез
- •Гликогенолиз
- •1.5. Колебания величин глюкозы в крови, методы их изучения
- •1.6. Метаболизм гетерополисахаридов
- •1.7. Регуляция и патология углеводного обмена
- •Тесты к разделу углеводный обмен
- •Глава 2. Обмен липидов л.П. Никитина, а.Ц. Гомбоева
- •2.1. Строение и функции липидов
- •2.2. Переваривание липидов пищи
- •2.3. Классификация и роль липопротеинов
- •Состав липопротеинов крови, их функции
- •2.4. Катаболизм глицерола и вжк
- •2.4.1. Пути утилизации глицерола
- •2.4.2. Виды окисления жирных кислот
- •Β–Окисление жирных кислот
- •Энергетическая ценность β-окисления жирной кислоты
- •2.5. Анаболическая фаза обмена липидов
- •2.5.1. Синтез высших жирных кислот
- •2.5.2. Кетогенез и его использование клетками
- •2.5.3. Биосинтез триацилглицеролов
- •2.6. Судьба фосфолипидов в организме
- •2.7. Метаболизм стероидов
- •Баланс холестерола в тканях
- •2.8. Перекисное окисление липидов (пол) и защита от него
- •2.9. Регуляция метаболизма липидов
- •2.10. Патология липидного обмена
- •2.10.1. Ожирение и жировое перерождение печени
- •2.10.2. Болезни обмена холестерина
- •Тесты к главе «Метаболизм липидов»
1.6. Метаболизм гетерополисахаридов
Цепи других углеводсодержащих биополимеров синтезируются с помощью специфических гликозилтрансфераз, которые катализируют последовательный перенос моносахаридных остатков от доноров (различных гликозилнуклеотидов – УДФ, ГДФ–моносахаридов) к субстратам–акцепторам, роль которых могут выполнять или углевод, или полипептид, или липид, выступающие в качестве затравки. Причем образующиеся нитевидные макромолекулы часто формируют ветвистые и крайне разнообразные структуры. Они ответственны за процессы морфогенеза, особенно в эмбриональный и постнатальный периоды, а также за явления специфической адгезии и контактного торможения клеток.
Олигосахаридные компоненты, включающиеся в белки (протеогликаны или гликопротеины) в момент посттрансляционной модификации, служат маркерами гормонов, ферментов, транспортных глицидсодержащих протеинов, благодаря чему эти вещества узнаются специфическими рецепторами плазматических и органоидных мембран.
Катаболизм данных макромолекул происходит преимущественно путем гидролиза с помощью гликозидаз, которые отщепляют концевые моносахаридные остатки (экзогликозидазы) или олигосахаридные фрагменты (эндогликозидазы) от глюкоконъюгата. Эти ферменты чрезвычайно специфичны к виду моносахарида, его конфигурации, типу связи. Кислые гликозидазы локализованы в лизосомах, нейтральные – в цитозоле; своей деятельностью влияют на взаимодействие клеток и вирусов, на специфический рост трасформированных клеток и т.д.
1.7. Регуляция и патология углеводного обмена
Метаболизм углеводов регулируется ЦНС, эндокринной системой, функционированием печени; о его состоянии судят по уровню глюкозы в крови. Механизмы сложны: воздействие на экспрессию или репрессию генов соответствующих энзимов или изменение активности последних.
Нервная регуляция углеводного обмена (чаще при стрессе) отличается быстрым и краткосрочным эффектом, причем иннервационный путь стимулирует работу гипоталамо-гипофизарного аппарата, возбуждая деятельность эндокринных желез. Общий неспецифический синдром адаптации (ответ на стресс) включает секрецию катехоламинов (КА) и кортизола. Основной представитель КА – адреналин ускоряет синтез цАМФ, инициирующий каскад реакций фосфоролиза гликогена в печени и мышцах; кроме того он способен индуцировать ГНГ. Являясь нейромедиаторами, катехоламины возбуждают нейроны, увеличивают потребление кислорода повышают мышечный тонус, усиливают сердечную деятельность, т.е. готовят организм к активным действиям.
Параллельно с этими явлениями возникает гиперкортицизм, усиливающий протеолиз, обеспечивающий интенсификацию ГНГ за счет роста величин его субстратов – освободившихся аминокислот. Кроме того, эти гормоны являются индукторами ферментов глюконеогенеза и глюкозо-6-фосфатазы, которая гидролизуя эфир глюкозы, способствует ее выходу из клетки в кровь.
Развивающаяся под влиянием глюкокортикостероидов (ГКС) и КА гипергликемия обеспечивает ткани энергией, необходимой для ответной реакции на стресс. В процессе эволюции животного мира она использовалась для выполнения усиленной мышечной нагрузки (бегство от хищника или наоборот – требовалось догнать жертву). Человеку подобные механизмы не всегда необходимы (волнение, боль и т.д.), следовательно, возникший избыток глюкозы в клетках может оказать токсический эффект. Поэтому универсальным способом, разрешающим сложившуюся ситуацию, будет усиленная физическая работа.
Кроме того гипергликемию вызывает усиленная секреция тироидных гормонов, ускоряющих гликогенолиз в печени. Их синергистом является глюкагон, правда, масштаб действия последнего простирается только на липоциты и гепатоциты.
Основным гормоном, поддерживающим динамическое равновесие глюкозы (эугликемию), служит инсулин. Он возбуждает генез ферментов гликолиза, синтеза гликогена, ПФП, одновременно подавляет ГНГ и гликогенолиз. Особенно следует отметить способность гормона повышать проницаемость мембран липо-, мио-, гепатоцитов для глюкозы крови.
Таким образом, физиологическое состояние углеводного обмена обеспечивается налаженной сочетанной системой нейрогуморальной регуляции вкупе с работой печени.
Патология метаболизма углеводов может носить наследственный и приобретенный характер. Широко распространен такой вид заболеваний, как непереносимость дисахаридов. Среди моногенных заболеваний относительно часто встречается галактоземия, обязательный скрининг, который закреплен в соответствующем указе РФ. Особую опасность для здоровья населения представляют болезни накопления сложных углеводов (гликогенозы, гликопротеинозы, гликолипидозы и др.), обычно имеющие неблагоприятный прогноз (подробнее см. «Патохимия наследственных болезней»)
С каждым годом растет число больных сахарным диабетом. Это полигенное заболевание, в основе которого лежит абсолютный или относительный дефицит инсулина. Нарушение в функционировании многих других желез внутренней секреции (щитовидной, надпочечников, поджелудочной, половых) гипоталамо-гипофизарной системы также проявляется сдвигами в обмене углеводов (См. «Биологически активные вещества»).