Функции цикла трикарбоновых кислот многообразны

• Интегративная – цикл Кребса является центральным метаболическим путём, объединяющим процессы распада и синтеза важнейших компонентов клетки.

• Анаболическая – субстраты цикла используются для синтеза многих других соединений: оксалацетат используется для синтеза глюкозы (глюконеогенез) и синтеза аспарагиновой кислоты, ацетил-КоА – для синтеза гема, α-кетоглутарат – для синтеза глютаминовой кислоты, ацетил-КоА – для синтеза жирных кислот, холестеролаа, стероидных гормонов, ацетоновых тел и др.

• Катаболическая – в этом цикле завершают свой путь продукты распада глюкозы, жирных кислот, кетогенных аминокислот – все они превращаются в ацетил-КоА; глутаминовая кислота – в α-кетоглутаровую; аспарагиновая – в ЩУК и пр.

• Собственно энергетическая – одна из реакций цикла (распад сукцинил-КоА) является реакцией субстратного фосфорилирования. В ходе этой реакции образуется 1 молекула ГТФ (реакция перефосфорилирования приводит к образованию АТФ).

• Водороддонорная – при окислении 3-х НАД⁺-зависимых субстратов (изоцитрата, α-кетоглутарата и малата) и ФАД-зависимого сукцината образуются 3 НАДН∙Н⁺ и 1 ФАДН₂. Эти восстановленные коферменты являются донорами водорода для дыхательной цепи митохондрий, энергия переноса водородов используется для синтеза АТФ. При этом за счёт окисления 3-х молекул НАДН∙Н⁺ образуется 3АТФ × 3 = 9 АТФ и за счёт окисления 1 молекулы ФАДН₂ - 2 АТФ. Итого водороддонорная функция цикла Кребса обеспечивает образование 11 молекул АТФ, а, учитывая энергетическую функцию цикла, получаем за полный его оборот («сгорание» 1 молекулы ацетил-КоА) 12 молекул АТФ.

• Анаплеротическая – восполняющая. Основным дефицитом при работе цикла является ЩУК. Её недостаток восполняется реакцией, катализируемой пируваткарбоксилазой:

пируваткарбоксилаза

ПВК + НСО₃^- – биотин + Н₂О ЩУК + АДФ + Н₃РО₄

Скорость реакций цикла Кребса определяется энергетическими потребностями клетки.

Скорость реакций цикла Кребса коррелирует с интенсивностью процесса тканевого дыхания и связанного с ним окислительного фосфорилирования. В свою очередь, функцио(дыхательного контроля): чем меньше это соотношение, тем интенсивнее идёт тканевое дыхание и эффективнее генерируется электро-химический потенциал, т. е. увеличивается выработка АТФ. Ускорение тканевого дыхания приводит к более быстрому потреблению субстратов цикла Кребса, которые одновременно являются также субстратами тканевого дыхания.

Непосредственно регулируется активность дегидрогеназ цикла Кребса, которая зависит от величины отношения НАДН∙Н⁺/ НАД⁺: при недостатке НАД⁺ их активность снижается, поскольку именно окисленная форма кофермента является акцептором водородов для субстратов лимоннокислого цикла. Помимо этого, существует аллостерический механизм регуляции: для изоцитрадегидрогеназы аллостерическими ингибиторами являются АТФ и НАДН∙Н⁺, активатором – АДФ. Сукцинатдегидрогеназа угнетается избытком субстрата.

Рис.5. Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса)

Эффект Пастера – подавление гликолиза дыханием впервые было обнаружено у микроорганизмов.

Заключение. Т.о. в отсутствие кислорода клетка может синтезировать АТФ только за счет гликолитического разрушения глюкозы, и дает незначительное количество энергии. При аэробном окислении глюкозы АТФ образуется исключительно за счет окислительного фосфорилирования.

доц.кафедры

Дата

Министерство здравоохранения Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный медицинский университет»

Кафедра биологической химии

Обсуждено на заседании кафедры (МК или ЦУНМС)

Протокол № _______

ЛЕКЦИЯ

По биологической химии

для студентов 2-го курса лечебного факультета

Тема: Углеводы 3. Тканевой обмен __углеводов. Регуляция уровня глюкозы в крови

Время 90 мин

Учебная цель:

Сформировать представления о путях метаболизма глюкозы, молекулярных и физиологических механизмах регуляции уровня глюкозы в крови.

ЛИТЕРАТУРА

1.Биохимия человека:, Р.Марри, Д.Греннер, П.Мейес, В.Родуэлл.- М.книга ,2004.- т.1..с.- 196-204., 210-211., 212-224., 311-318.