Гексозомонофосфатний пентозофосфатний шунт Глюконеогенез Гормональна регуляція рівня глюкози крові — Transcript
Full transcript
- 0:02Доброго
- 0:04Сьогодні ми познайомимось з наступними
- 0:06метаболічними шляхами обміну вуглеводів,
- 0:09такими як гексозомонофосфатний
- 0:12шунт та глюконеогенез.
- 0:15І розпочнемо з глюконеогенезу.
- 0:18Це процес синтезу глюкози з
- 0:21невуглеводних метаболічних попередників,
- 0:24таких як лактат, глюкогенні амінокислоти
- 0:28та гліцерол.
- 0:29Глюконеогенез активується в стані
- 0:32довготривалого голодування,
- 0:35великих перерв між їжею,
- 0:38інтенсивного фізичного навантаження і в
- 0:41стані постійного стресу.
- 0:43А ензими
- 0:45глюконеогенезу на 90% локалізовані в
- 0:49печінці, тому печінка і є центральним
- 0:53органом синтезу глюкози з невуглеводних
- 0:56попередників. Тож і давайте знайомитись
- 0:59з цим процесом.
- 1:01В стані гіпоглікемії в першу чергу
- 1:04секретується глюкагон.
- 1:06Глюкагон знаходить свої рецептори на
- 1:08печінці і заданий ланцикласним каскадним
- 1:12механізмом активує глікогенфосфорилазу.
- 1:16Таким чином відбувається процес
- 1:18глікогенолізу,
- 1:20утворюється глюкозо-1-фосфат,
- 1:23який ізомеризується в глюкозо-6-фосфат
- 1:26і за участю глюкозо-6-фосфатази
- 1:30відбувається дефосфорилювання
- 1:32глюкозо-6-фосфату,
- 1:34утворюється глюкоза, яка через
- 1:37інсулінонезалежний транспортер GLUT-2
- 1:40секретується печінкою в кров і таким
- 1:44чином забезпечується нормоглікемія,
- 1:48яка важлива перш за все для форменних
- 1:51елементів крові, нервової тканини і
- 1:54головного мозку.
- 1:56Якщо гіпоглікемія
- 1:59триває довго. Запаси глікогену
- 2:03вичерпуються як мінімум вдвічі.
- 2:07Після 12 годин такого стану секретується
- 2:11гормон кортизол.
- 2:14Кортизол
- 2:15це гормон стероїдної природи
- 2:19і він є ліпофільним. Він достатньо легко
- 2:22проходить крізь мембранку клітини
- 2:25а в цитозолі клітини вже знаходить свій
- 2:28відповідний рецептор. І таким чином
- 2:30гормон-рецепторний комплекс потрапляє до
- 2:33ядра, де відбувається активація
- 2:36експресії генів специфічних протеїнів.
- 2:40Тож які це протеїни? Це є ензими
- 2:44глюконеогенезу,
- 2:46такі як
- 2:47ФЕП-карбоксикіназа,
- 2:49піруваткарбоксилаза,
- 2:51фруктозо-1,6-дифосфатаза
- 2:54та глюкозо-6-фосфатаза.
- 2:56Таким чином відбувається активація
- 2:59процесу глюконеогенезу,
- 3:01так як вже з'явилися основні регуляторні
- 3:05ензими даного метаболістичного шляху.
- 3:08І кінцевий продукт глюконеогенезу є
- 3:11глюкозо-6-фосфат,
- 3:13який за участю глюкозо-6-фосфатази
- 3:16може дефосфорилюватися.
- 3:18Знову ж таки утворюється вільна глюкоза,
- 3:21яка і секретується через
- 3:24інсулінонезалежні транспортери ГЛЮТ-2
- 3:27печінкою в кров, забезпечуючи норму
- 3:31глікемії навіть за довготривалого
- 3:34голодування, коли вже запаси глікогену
- 3:37вичерпуються все більшою і більшою
- 3:40мірою.
- 3:42Тож і давайте розглянемо загальну карту
- 3:45глюконеогенезу.
- 3:47Ось, будь ласка, два гормони - глюкагон
- 3:49та кортизол через 12 годин
- 3:53довготривалого голодування активують
- 3:56експресію гену найважливішого ензиму
- 4:00глюконеогенезу.
- 4:02Це такого такий ензимчик, як
- 4:04фосфоенолпіруваткарбоксикіназа.
- 4:08Даний ензим перетворює оксалацетат на
- 4:11фосфоенолпіруват в цитозолі.
- 4:14А як ми бачимо, оксалоацетат утворюється
- 4:17з пірувату в матриксі мітохондрій за
- 4:20участю піруваткарбоксилази.
- 4:23А за умов довготривалого голодування
- 4:26джерелами пірувату є перш за все лактат,
- 4:30глюкогенні амінокислоти
- 4:33і гліцерол.
- 4:35Тож давайте з вами і розглянемо, де ми
- 4:38беремо піруват за таких умов, як
- 4:41перетворюється піруват на оксалоацетат,
- 4:45які є системи транспорту оксалоацетата з
- 4:48матрикса мітохондрій, тобто як він
- 4:51з'являється в цитозолі
- 4:54гепатоцита і в подальшому як
- 4:56оксалоацетат перетворюється на
- 4:58фосфоенолпіруват.
- 5:00Тож давайте детальніше з цим всім і
- 5:02знайомитись.
- 5:03В свою чергу
- 5:05печінка легко захоплює лактат, який за
- 5:08участі лактатдегідрогенази
- 5:114-5 перетворюється в піруват.
- 5:14Також а в печінці
- 5:18аланін перетворюється за участі
- 5:21аланінамінотрансферазної
- 5:22реакції в піруват.
- 5:24Таким чином у нас піруват
- 5:28потрапляє в матрикс мітохондрій
- 5:31і, як ми вже з вами раніше знайомились,
- 5:34за участі піруватдегідрогеназного
- 5:37комплексу мав би перетворитись на
- 5:39ацетил-КоА.
- 5:41Але ми з вами не забуваємо, в нас стан
- 5:44довготривалого голодування, тобто
- 5:47достатньо високий рівень глюкагону, який
- 5:50гальмує піруватдегідрогеназний
- 5:53комплекс на рівні піруватдегідрогенази.
- 5:56Тому за таких умов піруват не
- 5:59перетворюється на ацетил-КоА,
- 6:02а джерело ацетил-КоА є інший
- 6:06метаболічний шлях - це бета-окислення
- 6:09вищих жирних кислот. Піруват в свою
- 6:11чергу перетворюється на оксалоацетат за
- 6:16участі піруваткарбоксилази.
- 6:19І за аеробних умов оксалоацетат, давайте
- 6:23пригадаємо, це є першим субстратом ЦТК.
- 6:26Тобто відбувається забезпечення в
- 6:28подальшому роботи
- 6:31тканинного дихання та окисного
- 6:33фосфорилювання з генерацією енергії у
- 6:36вигляді АТФ.
- 6:37А той високий рівень оксалоацетату, який
- 6:40утворюється в матриксі мітохондрій,
- 6:43перетворюється на малат і малат через
- 6:46свій транслоказний протеїнчик
- 6:49транспортується в цитозоль, де за участі
- 6:52малатдегідрогеназної
- 6:54малатдегідрогенази цитозольної
- 6:57перетворюється на оксалоацетат.
- 7:00В той же час давайте пригадаємо і ще
- 7:03один шлях виходу оксалоацетата з
- 7:06матрикса мітохондрії - це утворення
- 7:09аспартата в човниковій системі.
- 7:12І аспартат теж через свій транслоказний
- 7:15протеїнчик
- 7:17транспортується в
- 7:19цитозоль клітини, де за участі
- 7:22аспартатамінотрансферази
- 7:24перетворюється на оксалоацетат.
- 7:27За умов довготривалого голодування
- 7:30джерелом оксалоацетату ще є
- 7:33амінокислоти, які за реакції
- 7:36трансамінування, окисного дезамінування
- 7:40перетворюються в альфа-кетокислоти
- 7:42і через ряд метаболічних перетворень
- 7:45врешті-решт перетворюються в субстрати
- 7:48ЦТК, які за будь-яких умов врешті-решт
- 7:52утворюють кінцевий продукт -
- 7:55оксалоацетат, який в свою чергу і
- 7:59перетворюється в малат, в аспартат, який
- 8:02транспортується в цитозоль.
- 8:05Тож давайте й познайомимось, що ж це за
- 8:07такі амінокислоти?
- 8:09Е, ось, будь ласка, ряд амінокислот, які
- 8:12перетворюються в субстрати ЦТК, такі, що
- 8:16врешті-решт
- 8:18перетворюються в оксалоацетат,
- 8:20називаються глюкогенними.
- 8:23Так як оксалоацетат за човниковими
- 8:26системами транспортується в цитозоль і
- 8:30уже в цитозолі може перетворюватись на
- 8:33фосфоенолпіруват.
- 8:34Таким чином, в цитозолі
- 8:37гепатоцита починається процес
- 8:39глюконеогенезу
- 8:41саме з амінокислот.
- 8:45За умов довготривалого голодування
- 8:47джерелом амінокислот є безпосередньо, е,
- 8:51м'язи організму людини. Тому за таких
- 8:54умов в організмі людини може розвиватися
- 8:58кахексія.
- 9:00Тож давайте познайомимось більш детально
- 9:02з ензимними процесами. Будь ласка,
- 9:05піруват потрапляє в матрикс мітохондрій,
- 9:08де за участі піруваткарбоксилази
- 9:11перетворюється в оксалоацетат, а
- 9:13донором, е, в
- 9:16групи CO2 для перетворення, для
- 9:19утворення оксалоацетата є коензимна
- 9:21форма вітаміну Н, біотину,
- 9:24карбоксибіотин.
- 9:26І що ми бачимо? Для того, щоб утворити
- 9:28карбоксибіотин, потрібна одна молекула
- 9:32АТФ. Тобто ми витрачаємо енергію у
- 9:34вигляді, е, АТФ.
- 9:36В подальшому оксалоацетат перетворюється
- 9:39на малат за участі мітохондріальної
- 9:42НАД-залежної
- 9:44малатдегідрогенази.
- 9:46Малат в подальшому через човникову
- 9:48систему транспортується в цитозоль
- 9:51клітини, де за участі вже цитозольної
- 9:55малатдегідрогенази
- 9:57перетворюється в оксалоацетат.
- 9:59Все, ми з вами транспортували
- 10:02оксалоацетат в цитозоль.
- 10:05І в цитозолі оксалоацетат перетворюється
- 10:08на фосфоенолпіруват
- 10:10за участі ФЕП-карбоксикінази,
- 10:13яка і була експресована
- 10:17за участі кортизолу. Тобто ми бачимо, що
- 10:20кортизол в гепатоцитах активує експресію
- 10:24гену основного регуляторного ензиму
- 10:27глюконеогенезу
- 10:29ФЕП-карбоксикінази.
- 10:31І таким чином, якщо цей ензимчик вже
- 10:33наявний, то оксалоацетат цитозолю
- 10:36перетворюється на фосфоенолпіруват.
- 10:39І тут ще хочу звернути вашу увагу, що
- 10:41ФЕП-карбоксикіназа є ГТФ-залежною, тобто
- 10:44донором енергії для даного перетворення
- 10:47є гуанозинтрифосфат.
- 10:50Тож давайте познайомимось, а що ж далі
- 10:53відбувається? Ось, будь ласка, хочу
- 10:55звернути вашу увагу, що як гліколіз, так
- 10:58і глюконеогенез локалізовані в цитозолі
- 11:01е гепатоцита. Таким чином, ось, будь
- 11:04ласка, фосфоенолпіруват, який утворився
- 11:06за участі ФЕП-карбоксикінази з
- 11:08оксалоацетату в цитозолі, перетворюється
- 11:12на 2-фосфогліцерат, 3-фосфогліцерат,
- 11:151,3-дифосфогліцерат.
- 11:16Тобто що ми бачимо? Відбувається ряд
- 11:20біохімічних реакцій, які є зворотніми до
- 11:24гліколізу. Тобто в цитозолі вже наявні
- 11:28ензими гліколізу, які, давайте
- 11:30пригадаємо властивості ензимів, працюють
- 11:33як в прямому, так і в зворотньому
- 11:36напрямку в залежності від наявності е
- 11:39субстрату і його концентрації. Таким
- 11:42чином, як тільки утворюється високий
- 11:44рівень фосфоенолпірувату за участі
- 11:47ензимів гліколізу,
- 11:49е у нас відбувається врешті-решт синтез
- 11:53фруктозо-1,6-дифосфату.
- 11:56А тут ми вже зна в глюконеогенезі
- 11:58повинні піти обхідною реакцією, тому що,
- 12:02як ми знаємо, фосфорилювання,
- 12:04дефосфорилювання е це реакції прямі.
- 12:07Тому е перетворення
- 12:09фруктозо-1,6-дифосфату
- 12:11в фруктозо-6-фосфат
- 12:13каталізується наступним ензимом
- 12:16глюконеогенезу,
- 12:18згенерованим за участі кортизолу.
- 12:21Цей ензимчик фруктоза один шість е
- 12:24дифосфатаза. Таким чином утворюється
- 12:27фруктоза шість фосфат, який
- 12:29ізомеризується в глюкозу шість фосфат. І
- 12:33тут вже теж ензим глюкоза шість
- 12:36фосфатаза каталізує процес
- 12:38дефосфорилювання.
- 12:40І глюкоза шість фосфатаза - це ензим,
- 12:42який експресується
- 12:44за участі кортизолу. Давайте більш
- 12:48детальніше її розглянемо. Ось, будь
- 12:49ласка, фруктозу один шість дифосфат за
- 12:53участі фруктозу один шість дифосфатаза
- 12:56дефосфорилюється
- 12:58і утворюється фруктоза шість фосфат,
- 13:01який ізомеризується в глюкозу шість
- 13:04фосфат. І вже глюкоза шість фосфат за
- 13:08участі глюкози шість фосфатази
- 13:11перетворюється в глюкозу. І печінка
- 13:14секретує через глю два саме глюкозу в
- 13:17кров, забезпечуючи норму глікемії в
- 13:21стані довготривалого голодування
- 13:23організму людини.
- 13:25Тож давайте підведемо підсумки.
- 13:29Глюконеогенез - це процес синтезу
- 13:31глюкози з невуглеводних компонентів,
- 13:34таких як лактат, глюкогенні амінокислоти
- 13:39та гліцерин. Врешті-решт
- 13:42дані попередники утворюють піруват.
- 13:46Піруват в матриксі мітохондрії
- 13:48перетворюється в оксалоацетат за участі
- 13:51піруваткарбоксилази.
- 13:53Оксалоацетат через свої транслокаційні е
- 13:56системи і інші субстрати транспортуються
- 14:02в цитозоль клітини, де і перетворюється
- 14:05на фосфоенолпіруват за участі
- 14:07регуляторного ензиму глюконеогенезу
- 14:10ФЕП-карбоксикінази.
- 14:12Фосфоенолпіруват перетворюється в
- 14:15фруктозу один шість дифосфат за участю
- 14:18ензимів гліколізу. І
- 14:21фруктозо-1,6-дифосфат
- 14:23за участі фруктозо-1,6-дифосфатази
- 14:27дефосфорилюється,
- 14:28перетворюючись в фруктозо-6-фосфат.
- 14:31Теж є особливий ензим глюконеогенезу.
- 14:35І фруктозо-1,6-дифосфат
- 14:38фруктозо-6-фосфат
- 14:39ізомеризується в глюкозу-6-фосфат.
- 14:42І вже глюкозу-6-фосфат за участю
- 14:45глюкозо-6-фосфатази
- 14:46дефосфорилюється.
- 14:48Таким чином утворюється
- 14:50чиста глюкозка, яка через
- 14:53інсулінонезалежний транспортер GLUT 2
- 14:56секретується печінкою в кров для
- 14:59забезпечення нормоглікемії.
- 15:02Печінка - єдиний орган, який секретує
- 15:05вільну глюкозу в кров для нормоглікемії
- 15:09і всіх позапечінкових
- 15:12органів і тканин.
- 15:14Тож давайте познайомимось, які ще
- 15:17важливі метаболістичні е функції
- 15:20виконуються глюконеогенезом. Перш за все
- 15:23- це відновлення лактату.
- 15:26[хекання] Лактат - це кислота молочна і
- 15:30організм максимально е намагається
- 15:34утилізувати даний компонент так, як він
- 15:37є патологічним у наслід у надлишку, е
- 15:41тому що може провокувати метаболічний
- 15:44ацидоз. Він так і називається -
- 15:47лактатацидоз, тобто високий рівень
- 15:49лактату в крові.
- 15:51І тут головним утилізатором лактати
- 15:54лактату є
- 15:56печінка
- 15:57е і саме процес глюконеогенезу.
- 16:01Е тож давайте знайомитись. Еритроцит
- 16:05в процесі своєї життєдіяльності, тобто
- 16:07гліколітичного окислення глюкози для
- 16:10генерації енергії в еритроциті, секретує
- 16:13весь час лактат в кров. І лактат одразу
- 16:16захоплюється е печінковою, захоплюється
- 16:19серцем для перетворення в піруват.
- 16:23Також е достатньо потужним генератором
- 16:26лактату є м'язова система, особливо при
- 16:30інтенсивному фізичному навантаженні.
- 16:33Тож за фізичного навантаження
- 16:35секретується адреналін, який активує
- 16:38глікогенфосфорилазу,
- 16:40яка каталізує розщеплення глікогену
- 16:43врешті-решт до глюкози-6-фосфату
- 16:45і глюкози-6-фосфат направляється на
- 16:47гліколітичне розщеплення до до пірувату,
- 16:50який за аеробних умов транспортується в
- 16:54матрикс мітохондрій, де перетворюється
- 16:56на ацетил-КоА. Таким чином відбувається
- 16:59забезпечення генерації енергії у вигляді
- 17:02молекул АТФ.
- 17:04Якщо м'яз починає навантажуватись більш
- 17:08інтенсивно при недостатньому надходженні
- 17:11кисню, то піруват перетворюється на
- 17:15лактат за участі лактатдегідрогенази 4-5
- 17:20для того, щоб відновити гліколітичний
- 17:23лат, щоб весь час було забезпечення
- 17:26гліколізу
- 17:28в клітині і генерація хоча б двох
- 17:31молекул АТФ. Таким чином лактат е це
- 17:35така молекула, яка легко секретується
- 17:38м'язами в кров, тобто є
- 17:40специфічні транспортери для секреції
- 17:42секреції лактату в кров і вже в стоку
- 17:45крові захоплюється печінкою. То що ж в
- 17:49печінці? Лактат
- 17:52за участі е лактатдегідрогенази 4-5, але
- 17:55вже печінкової,
- 17:57перетворюється на піруват, а піруват за
- 18:00участі ензимів глюконеогенезу
- 18:03перетворюється врешті-решт на глюкозу. І
- 18:07глюкоза через глют-2 секретується знову
- 18:10ж таки печінковою в кров, якщо є для
- 18:12цього потреба. І, будь ласка, повністю
- 18:15поглинаються форменими елементами крові,
- 18:18повністю поглинається
- 18:20інсулінонезалежними
- 18:21тканинами, а якщо рівень глюкози досягає
- 18:25гіперглікемічного стану, то за таких
- 18:28умов секретується інсулінчик, який
- 18:31стимулює вивільнення глютів-4 на
- 18:34поверхню клітин м'язової системи. Таким
- 18:37чином глюкоза потрапляє до м'язу,
- 18:40активується глікогенсинтаза, відновлюємо
- 18:44запаси глікогену для подальших фізичних
- 18:47навантажень, коли буде в цьому є
- 18:49потреба. І якщо м'яз є активним, то
- 18:52глюкоза теж направляється і на гліколіз
- 18:56для енергозабезпечення
- 18:58роботи м'язу. Тож глюконеогенез
- 19:01врешті-решт відновлює, захоплює лактат
- 19:05для того, щоб не допускати лактацидоз
- 19:09в плазмі крові і перероблює лактат на
- 19:12піруват, а піруват вже за участі ензимів
- 19:15в глюконеогенезу направляється на синтез
- 19:19глюкози. І за
- 19:24довготривалого голодування або,
- 19:26наприклад, у хворих на цукровий діабет
- 19:30першого типу або при інтенсивних
- 19:34фізичних навантаженнях, особливо в
- 19:36спортсменів, тобто у людей, які весь час
- 19:38займаються інтенсивними фізичними
- 19:40навантаженнями, спостерігається деякий
- 19:43розпад тканинних білків до
- 19:45альфа-амінокислот, які зазнають реакції
- 19:48трансамінування
- 19:50з альфа-кетоглутаратом, який
- 19:53перетворюється в глутамат. Врешті-решт
- 19:56альфа-кетоглутарат повинен
- 19:58відновлюватися, щоб весь час
- 19:59забезпечувати реакції трансамінування, і
- 20:02аміногрупка переноситься за участі
- 20:05аланінамінотрансферазної
- 20:07реакції на піруват. Таким чином
- 20:10утворюється аланін, а джерелом пірувату
- 20:13в м'язах є гліколітичне розщеплення
- 20:16глюкози.
- 20:18Таким чином аланін транспортується
- 20:21в ток
- 20:23захоплюється печінкою і в печінці за
- 20:27участі аланінамінотрансферазної
- 20:30реакції перетворюється на піруват.
- 20:34В подальшому відбувається
- 20:36вивільнення амоніаку і його знешкодження
- 20:39до кінцевого продукту сечовини в
- 20:42печінці. А піруват за участі ензимів
- 20:45глюконеогенезу
- 20:47перетворюється на глюкозку, яку і
- 20:50секретує печіночка в кров. І перш за
- 20:54все, ще розподілимо цьому увагу, глюкоза
- 20:57поглинається форменими елементами крові.
- 21:01Особливу увагу давайте приділимо
- 21:03еритроциту, адже еритроцит - це та
- 21:06клітиночка, яка транспортує кисень до
- 21:09всіх абсолютно органів і тканин. А
- 21:12достатній рівень кисню в тканинах дає
- 21:16можливість аеробного окислення будь-яких
- 21:20субстратів, будем з часом всі їх
- 21:22розглядати,
- 21:24для великої для генерації високого рівня
- 21:28енергії у вигляді АТФ. І так, надлишкова
- 21:32глюкоза теж може захоплюватись м'язом,
- 21:35як ми з вами і розглянули.
- 21:37І тут хочу звернути вашу увагу на такий
- 21:40ензим, як аланінамінотрансфераза.
- 21:43Цей ензим використовується в діагностиці
- 21:47уражень печінки.
- 21:50І давайте розглянемо наступний
- 21:52метаболічний процес вуглеводного обміну
- 21:55- це пентозофосфатний
- 21:57шлях, цикл, тобто познайомимося з цією
- 21:59різницею.
- 22:01Глюкоза через свої транспортери, звертаю
- 22:05вашу увагу, що зазначила всі
- 22:07транспортери, так як глюкоза потрапляє в
- 22:10різні органи і тканини
- 22:13і інсулінозалежні, і інсулінонезалежні.
- 22:17В клітині глюкоза фосфорилюється і
- 22:20направляється на гліколіз, кінцевим
- 22:22продуктом якого є піруват, який в
- 22:25матриксі мітохондрій окислюється до
- 22:27ацетил-КоА і використовується для
- 22:30енергозабезпечення
- 22:32клітини.
- 22:33Також глюкозо-6-фосфат може
- 22:35ізомеризуватися в глюкозо-1-фосфат,
- 22:38яка перетворюється врешті-решт на
- 22:40транспортну свою форму УДФ- 1-глюкоза і
- 22:43направляється на глікогенез.
- 22:47І глюкозо-6-фосфат
- 22:49в кожній клітині направляється на такий
- 22:53метаболічний шлях, як пентозофосфатний
- 22:57цикл та пентозофосфатний шлях, кінцевими
- 23:01продуктами якого є рибозо-5-фосфат
- 23:05та відновлена форма фосфорильованого НАД
- 23:09Давайте з ними і знайомитись.
- 23:13Гексозомонофосфатний
- 23:15шлях, або ви будете зустрічати в
- 23:18підручниках, в іншій літературі таку
- 23:20назву, як пентозофосфатний
- 23:22шлях - це альтернативний шлях
- 23:25перетворення глюкозо-6-фосфату
- 23:28в пентози
- 23:30з утворенням двох молекул відновленої
- 23:34форми фосфорильованого НАД.
- 23:38Тобто ми бачимо основні продукти цього
- 23:40процесу - це пентоза і відновлена форма
- 23:44фосфорильованого НАД.
- 23:46Тож давайте з цим і познайомимось. Сам
- 23:49шлях є складовою більш такого
- 23:53глобального процесу, як пентозофосфатний
- 23:55цикл.
- 23:57Це є циклічне перетворення шести молекул
- 24:00глюкозо-6-фосфату
- 24:02в п'ять молекул глюкозо-6-фосфату.
- 24:05І цикл складається з двох етапів. Перший
- 24:09етап є окислювальний і реакції
- 24:12незворотні. І саме перший етап і є
- 24:16генератором відновленої форми
- 24:19фосфорильованого НАД.
- 24:21А другий етап є окислювальний,
- 24:24неокислювальний, вибачте. І це є етап
- 24:27ізомерних перетворень. І саме за участі
- 24:31першої реакції другого етапу і
- 24:34утворюється наша пентоза
- 24:37рибозо-5-фосфат.
- 24:40Тож давайте знайомитись з етапами.
- 24:44Зокрема, розглянемо перший етап
- 24:45окислювальний і почнемо, що в першу
- 24:48чергу глюкоза за участі глюкокінази або
- 24:51гексокінази, в залежності від того, в
- 24:53якій тканині відбувається процес,
- 24:55перетворюється в глюкозо-6-фосфат.
- 24:58Глюкозо-6-фосфат за участі
- 25:01а регуляторного ензиму
- 25:04глюкозо-6-фосфатдегідрогенази
- 25:07перетворюється в глюко в
- 25:096-фосфоглюконолактон.
- 25:12Звертаю вашу увагу, що саме
- 25:14глюкозо-6-фосфатдегідрогеназа
- 25:16є NADF-залежною.
- 25:20Тобто буквально в першій стадії і
- 25:22генерується відновлена форма
- 25:25фосфорильованого NADу.
- 25:27В подальшому
- 25:29фо е 6-фосфоглюконолактон
- 25:32за участі гідратази перетворюється в
- 25:39розрив зв'язочку циклічної форми
- 25:42лактону, приєднується атом гідрогену до
- 25:46оксигену, формується групка OH і групка
- 25:50OH приєднується до карбонільної групи,
- 25:52утворюється карбоксильна група.
- 25:55Таким чином е утворилася вже лінійна
- 25:58форма глюконової кислоти.
- 26:02В подальшому 6-фосфоглюконат за участі
- 26:056-фосфоглюконатдегідрогенази,
- 26:08яка є теж NADF-залежна,
- 26:11перетворюється в рибулозо-5-фосфат.
- 26:15Тобто відбувається декарбоксилювання
- 26:18по першому атому карбону. Таким чином
- 26:21гексоза перетворюється в пентозу,
- 26:25в якій по другому атому утворилася
- 26:28кетогрупка.
- 26:30Це і перший етап пентозофосфатного
- 26:34що шляху, що циклу.
- 26:36І основна його мета - це генерація
- 26:40відновлених форм фосфорильованого НАДу.
- 26:45В подальшому
- 26:47починається етап структурних
- 26:49перетворень. Ми розглянемо більш
- 26:51детально лише першу стадію даного етапу.
- 26:56Вона полягає в перетворенні
- 26:58рибулозу-5-фосфату
- 27:00за участю ізомерази в рибозу-5-фосфат.
- 27:04Тобто що ми бачимо? Кетопентоза
- 27:07ізомеризувалася в альдопентозу
- 27:11і альдопентоза за участю циклу оксато
- 27:15таутомерії, а ми ж в розчині, не
- 27:18забувайте про це, врешті-решт набуває
- 27:20циклічної форми рибозу-5-фосфату.
- 27:26Даний процес дуже інтенсивно
- 27:28відбувається в цитозолі всіх швидко
- 27:31поліферуючих органів і тканин, як ви
- 27:33бачите. Так як утворюються два основні
- 27:37продукти - це відновлена форма
- 27:40фосфорильованого НАДу та
- 27:42рибозу-5-фосфат.
- 27:44І інтенсивність проходження саме першої
- 27:47стадії окислю окислювальної залежить від
- 27:51швидкості використов використання
- 27:53відновленої форми фосфорильованого НАДу
- 27:56у реакціях анаболізму і контролюється
- 27:59співвідношенням
- 28:01окисленої форми фосфорильованого НАДу до
- 28:04відновленої форми фосфорильованого НАДу
- 28:07в клітині.
- 28:10Даний етап перший дуже інтенсивно
- 28:13проходить в печінці і у у
- 28:16новонароджених.
- 28:17Однак в печінці також активується і
- 28:21другий етап. Давайте будемо з ним
- 28:23знайомитись.
- 28:25Ось, будь ласка, тільки що розглянули з
- 28:27вами
- 28:28окислювальний етап, зрозуміли, що саме
- 28:31він нам генерує відновлені форми
- 28:33фосфорильованого наду,
- 28:35то за яких умов активується цикл?
- 28:40Для того, щоб почався цикл, тобто
- 28:42відбулася саме циклізація даного
- 28:45процесу. І давайте згадаємо, що таке
- 28:48циклічний процес. Метаболічно циклічний
- 28:51процес - це є той, в якому кінцевий
- 28:55продукт є першим субстратом.
- 28:59Тож
- 29:00для того, щоб активувався цикл, нам
- 29:03потрібно взяти шість молекул глюкози
- 29:06шість фосфату, утворити шість молекул
- 29:10рибулозо-5-фосфату,
- 29:12які в подальшому і почнуть етап
- 29:15неокислювальний або ізомерних
- 29:18перетворень. То що тут відбувається?
- 29:21Спочатку дві молекули рибозо-5-фосфату
- 29:25взаємодіють з двома молекулами
- 29:28ксилулозо-5-фосфату
- 29:30і утворюють сепдогептулозу
- 29:33та гліцеральдегід-3-фосфат
- 29:36по дві молекулки.
- 29:38Будь ласка, я тут зазначила саме С три і
- 29:42С сім. Що це таке? Це моносахариди, які
- 29:46складаються з трьох атомів карбону,
- 29:49тобто три ози, або з семи атомів
- 29:52карбону, тобто сепдогептулози.
- 29:56Для того, щоб не малювати ті громіздкі
- 29:58формули, ми давайте розберемося саме з
- 30:02кількістю атомів карбону, адже це етап
- 30:05трансальдолазних і транскетолазних
- 30:08реакцій, тобто ізомерних перетворень.
- 30:13Врешті-решт, в подальшому дві молекули
- 30:15гліцеральдегід-3-фосфату взаємодіють з
- 30:18двома молекулами сепдогептулози і
- 30:21утворюються дві молекули нашої гексози -
- 30:26це фруктозо-6-фосфат
- 30:27і дві молекули еритрозу-4-фосфату.
- 30:31Врешті-решт, фруктозо-6-фосфат
- 30:33ізомеризується в дві молекули
- 30:36глюкозо-6-фосфату.
- 30:37Все, ми з вами відновили дві молекули
- 30:40глюкози-6-фосфату, які затратили з шести
- 30:44в першій стадії.
- 30:46В подальшому дві молекули
- 30:49еритрозу-4-фосфату взаємодіють з двома
- 30:51молекулами ксилулозу-5-фосфату
- 30:54і утворюються дві молекули
- 30:57фруктози-6-фосфату,
- 30:59які ізомеризуються знову ж таки в дві
- 31:02молекули глюкози-6-фосфату.
- 31:05А одна з молекул
- 31:07гліцеральдегід-3-фосфату
- 31:09ізомеризується в діоксіацетонфосфат,
- 31:13який в подальшому за участі ензимів
- 31:16глюконеогенезу
- 31:18перетворюється в фруктозо-1,6-дифосфат.
- 31:28ензима глюконеогенезу
- 31:30перетворюється в фруктозо-6-фосфат,
- 31:33а фруктозо-6-фосфат
- 31:35вже ізомеризується в глюкозу-6-фосфат.
- 31:39Таким чином ми з вами відновили наш
- 31:43первинний субстрат.
- 31:45То
- 31:46що ж таке пентозофосфатний цикл і
- 31:48особливо другий етап? Це циклічне
- 31:51перетворення шести молекул
- 31:53глюкози-6-фосфату
- 31:56з утворенням п'яти молекул
- 31:59глюкози-6-фосфату.
- 32:01Ми втрачаємо одну молекулу
- 32:03глюкози-6-фосфату на етапі
- 32:05декарбоксилювання,
- 32:07але при цьому генерується 12 молекул
- 32:12відновленої форми фосфорильованого НАДу.
- 32:16Тобто, якщо в клітині є висока потреба
- 32:20саме в відновленій формі
- 32:23фосфорильованого НАДу, то активується
- 32:26саме другий етап - етап ізомерних
- 32:30перетворень для того, щоб
- 32:33утворити саме такий метаболіт.
- 32:36І, наприклад, такі проміжні субстрати,
- 32:40як гліцеральдегід трифосфат,
- 32:43фруктоза-6-фосфат
- 32:44за потреби можуть включатися в інші
- 32:48метаболістичні процеси, наприклад,
- 32:50гліколіз.
- 32:52[зітхання][хекання]
- 32:53Ну все, давайте підведемо підсумки. Яке
- 32:55значення? Ось, будь ласка, ми
- 32:58схематично зазначили значення
- 33:01пентозофосфатного
- 33:03шляху - це генерація
- 33:06відновленої форми фосфорильованого НАДу
- 33:09і утворення пентози рибозо-5-фосфату. То
- 33:13для чого? Так?
- 33:15А відновлена форма фосфорильованого НАДу
- 33:17потрібна в кожній клітині, в кожній
- 33:20клітині для захисту мембрани самої
- 33:23клітиночки від пероксидного окислення
- 33:27саме фосфоліпідів мембран.
- 33:30І для захисту мембранки органел, для
- 33:33захисту протеїнів, для захисту ядра.
- 33:37Тобто для активації глутатіонредуктазної
- 33:40системи, для активації редокс-системи
- 33:44вітамінів Е та С, щоб вони зберігали
- 33:47максимально нашу мембранку клітинки від
- 33:51окислення фосфоліпідів.
- 33:53Також
- 33:54відновлена форма фосфорильованого НАДу
- 33:57потрібна для синтезу вищих жирних кислот
- 34:00в жировій тканині та в печінці, для
- 34:03синтезу холестеролу в печінці, для
- 34:06синтезу стероїдів статевих наших залоз,
- 34:09в корі наднирників, для синтезу жовчних
- 34:12кислот в печінці, для
- 34:14детоксикації чужорідних сполук в
- 34:17печінці, для синтезу жиророзчинних
- 34:20вітамінів з їх попередників в печінці.
- 34:22Тому ми з вами і зазначили раніше, що
- 34:26даний процес перетворення
- 34:27глюкози-6-фосфату є дуже активним в
- 34:31печінці, як ми бачимо. А рибозо-5-фосфат
- 34:34потрібен для синтезу нуклеотидів, які
- 34:37використовуються в подальшому для
- 34:38синтезу ДНК, РНК, для синтезу
- 34:41нуклеотидів макроергів, таких як АТФ,
- 34:44ГТФ, і для синтезу нуклеотидів
- 34:46коензимів, такі як НАД,
- 34:48[прочищення горла] фосфорильований НАДФ,
- 34:51флавінмононуклеотид, коензим ацилювання,
- 34:54пара УТФ, УДФ, яка використовується
- 34:57інтенсивно в синтезі глікогену і в
- 35:01утворенні глюкуронової кислоти, пара
- 35:03ЦТФ, ЦДФ, яка інтенсивно
- 35:06використовується в печінці для синтезу
- 35:08фосфоліпідів де ново теж будемо
- 35:10знайомитись. Тобто ми бачимо, що в
- 35:12швидко поліферуючих клітинах і в
- 35:14клітинах, де відбувається інтенсивний
- 35:17метаболістичний, особливо анаболічний
- 35:20процес
- 35:21пентозофосфатний шлях дуже потрібен.
- 35:26Тож, будь ласка, і пентозофосфатний
- 35:29шлях, і гліколіз локалізовані в клітині
- 35:32і в цитозолі клітини. І саме в
- 35:35залежності від потреби клітини субстрати
- 35:39одного процесу можуть переключатися в
- 35:42інший. Ось, будь ласка, як тільки
- 35:44утворилася глюкоза-6-фосфат і є потреба,
- 35:48наприклад, у відновлювальній формі
- 35:52фосфорильованого НАДу, все, одразу ж
- 35:55глюкоза-6-фосфатдегідрогеназа
- 35:57бере глюкозу-6-фосфат і починає його
- 35:59окислювати.
- 36:01Якщо є потреба в генерації
- 36:03рибозо-5-фосфату, починаємо перший
- 36:07першу реакцію неокислювальної фази і
- 36:10рибозо-5-фосфат використовується на
- 36:12синтез нуклеотидів.
- 36:14А якщо є потреба, є надлишок
- 36:18відповідного гліцеральдегід-3-фосфату
- 36:21або фруктозо-6-фосфату, тобто почався
- 36:23етап структурних перетворень, ми
- 36:25згенерували необхідну порцію
- 36:28рибозо-5-фосфату,
- 36:30відповідно, в подальшому метаболіти
- 36:32можуть переключатись і на гліколіз.
- 36:37Таким чином, НАД, відновлена форма
- 36:40фосфорильованого НАДу є критично
- 36:42важливою для ендокринних, гематологічних
- 36:45та репродуктивних тканин,
- 36:47життєдіяльність яких залежить від
- 36:49високого співвідношення відновленої
- 36:52форми до окисленої. Для чого? Для
- 36:55зменшення окисних радикалів. Тому в разі
- 36:58потреби гліколіз через
- 37:01гліцеральдегід-3-фосфат
- 37:02і фруктозо-6-фосфат
- 37:04переключається на пентозофосфатний
- 37:07цикл для генерації високого рівня
- 37:10відновленої форми фосфорильованого НАД.
- 37:13Тож і давайте познайомимось, що таке ці
- 37:16окисні радикали.
- 37:19Молекулярний кисень - це газ, який
- 37:21вільно дифундує і потрапляє до
- 37:24мітохондрій для забезпечення тканинного
- 37:27дихання та окисного фосфорилювання
- 37:31з генерацією високого рівня енергії у
- 37:35вигляді АТФ.
- 37:36І, як ми з вами вже це розбирали, в
- 37:39процесі тканинного дихання відбувається
- 37:42утворення електронів. А електрони - це
- 37:45такі частички, які не дуже контрольовано
- 37:49передаються саме на молекулярний кисень
- 37:53цитохромоксидазою А3 в матриці
- 37:55мітохондрій. Тому так, деякою мірою
- 37:59електрони, особливо в тканинах, де дуже
- 38:02високий рівень мітохондрій, де
- 38:04інтенсивно відбувається
- 38:07процес тканинного дихання і окисного
- 38:09фосфорилювання, може
- 38:12прийнятися
- 38:13один електрончик на молекулу кисню і
- 38:16утворюється супероксид-радикал.
- 38:19Супероксид-радикал - це агресивна
- 38:21частичка, яка руйнує мембранки органел,
- 38:27мембранки клітин, руйнує ядро, руйнує
- 38:32протеїни і в той же час з нею можуть
- 38:36утворюватись і інші агресивні
- 38:39молекулярні частки. Таким чином клітинка
- 38:43ризикує загинути понад
- 38:46своїм циклом оновлення. Тому в кожній
- 38:50клітині є система захисту. І перший
- 38:54ензим, який включається в цю систему
- 38:56захисту, є супероксиддисмутаза
- 39:00надзалежна, яка перетворює
- 39:02супероксидрадикал на пероксид.
- 39:06Так, пероксид теж достатньо агресивна
- 39:08сполука, але вже значно м'якша. Тобто
- 39:11ступінь руйнації дещо менший. Перекис
- 39:15водню, особливо водню, але й інших
- 39:18органічних сполук, знову ж таки, руйнує
- 39:22фосфоліпіди мембрани клітини, мембран
- 39:25органел, ядра, протеїнів, які є в
- 39:29цитозолі клітини. Таким чином
- 39:32зупиняються метаболічні шляхи. Тому
- 39:35наступний ензимчик є суперчутливим до
- 39:39пероксиду водню. І це
- 39:41глутатіонпероксидаза.
- 39:44Ензим, в складі якого а
- 39:48глутатіон виконує функції коензиму. Що
- 39:52таке глутатіон? Це трипептид, в складі
- 39:55якого є амінокислота цистеїн. І саме
- 39:59суфгідрильний
- 40:00залишок амінокислоти цистеїн і є донором
- 40:05атомів гідрогену
- 40:07для глутатіонпероксидази,
- 40:10щоб глутатіонпероксидаза
- 40:12перетворила перекис на водичку. Що ми
- 40:15бачимо? В складі молекули пероксиду
- 40:17водню
- 40:19є два атоми гідрогену, а в складі
- 40:21молекули води вже чотири. Тобто донором
- 40:25двох атомів гідрогену є відновлена форма
- 40:29глутатіону в складі
- 40:31глутатіонпероксидази.
- 40:33Все, ми пероксид відновили, у нас в
- 40:35клітинці водична водичка, всі захищені,
- 40:38все добре. Але ж
- 40:41глутатіон з відновленої форми
- 40:43перетворився в глутатіон окислену форму.
- 40:46І тут одразу починається процес е-е
- 40:50відновлення глутатіону за участю
- 40:53глутатіонредуктази.
- 40:55А глутатіонредуктази є е-е над FH2
- 41:00залежною. Таким чином донором
- 41:02відновленої форми фосфорильованого наду
- 41:05і є пентозофосфатний цикл, регуляторним
- 41:10ензимом якого є глюкозо-6-фосфат
- 41:12дегідрогеназа.
- 41:14Тому в кожній клітині, окрім гліколізу,
- 41:18глюкози-6-фосфат і направляється
- 41:21на пентозофосфатний цикл з генерацією
- 41:24відновленої форми фосфорильованого наду
- 41:27як мінімум для забезпечення роботи
- 41:31глутатіонредуктазної системи для
- 41:33відновлення глутатіона і захисту
- 41:36врешті-решт клітину клітини від е-е
- 41:38враження агресивними е-е частчками
- 41:42молекул.
- 41:45І давайте підведемо підсумки. Як
- 41:47відбувається регуляція е-е даного
- 41:50процесу? Все залежить від потреби
- 41:52клітини. Якщо потреба у відновленій
- 41:55формі фосфорильованого наду значно
- 41:58перевищує потребу в рибозо-5-фосфаті, то
- 42:01активно працюють і перша, і друга стадія
- 42:04пентозофосфатного циклу.
- 42:06Фруктозо-6-фосфат та
- 42:08гліцеральдегід-3-фосфат,
- 42:10які утворились в етапі структурних
- 42:12перетворень або в результаті гліколізу,
- 42:15використовується для регенерації
- 42:18глюкози-6-фосфату
- 42:19за участю ензимів глюконеогенезу.
- 42:24А якщо потреба в рибозо-5-фосфаті
- 42:27перевищує потребу в NADPH2, це коли
- 42:30відбувається швидкий поділ клітин,
- 42:32швидка поліферація клітин, тобто швидко
- 42:35потрібно створити
- 42:36ріст тканини, то майже весь
- 42:39глюкозо-6-фосфат вступає в перші реакції
- 42:41гліколізу, де й перетворюється до
- 42:43фруктозо-6-фосфату та
- 42:45гліцеральдегід-3-фосфату,
- 42:46які вже в зворотніх реакціях і
- 42:48використовується для синтезу
- 42:51рибозо-5-фосфату.
- 42:53Тобто регулюємо на рівні потреби
- 42:55субстатів. І ще раз давайте наголосимо,
- 42:59що саме глюкозо-6-фосфат дегідрогеназа є
- 43:02регуляторним ензимом ПФШ, активується за
- 43:06участі інсуліна і високого рівня
- 43:10окисленої форми фосфорильованого НАДу. А
- 43:14інгібується за високого рівня глюкагона
- 43:17та відновленої форми фосфорильованого
- 43:21НАДу.
- 43:22Ну і давайте з вами підведемо підсумок
- 43:25регуляції рівня глюкози в плазмі крові.
- 43:29І почнемо з вуглеводів їжі.
- 43:31Як тільки ми вживаємо вуглеводи їжі,
- 43:34моносахариди в нас всмоктуються
- 43:37і через портально-воротну вену
- 43:40захоплюються печінночкою через
- 43:43інсулінонезалежний транспортер GLUT 2.
- 43:47І печінка володіє своїм унікальним
- 43:50ензимом абсолютної активності -
- 43:53глюкокіназою, яка і каталізує
- 43:55перетворення глюкози на
- 43:57глюкозо-6-фосфат.
- 43:59А глюкозо-6-фосфат за таких умов в першу
- 44:03чергу, так, направляється на гліколіз,
- 44:06на пентозофосфатний цикл і на
- 44:08глікогенез. Для синтезу глікогену як
- 44:12основного запасаючого полісахариду
- 44:15глюкози.
- 44:17Так, печіночка володіє ензимом
- 44:20дефосфорилювання і утворюється вільна
- 44:23глюкоза, яка секретується
- 44:26в ток крові через інсулінонезалежний
- 44:29транспортер GLUT 2.
- 44:31Таким чином провокується, створюється е
- 44:35гіперглікемія в системному кровотоці.
- 44:39Одразу глюкоза з потока крові
- 44:41захоплюється еритроцитом та форменими
- 44:44елементами, захоплюється
- 44:46інсулінонезалежними
- 44:49тканинами, такими як нервова тканина,
- 44:52головний мозок, але вони є глюкозалежні,
- 44:55так? Тобто їм потрібна деякою мірою
- 44:57глюкоза за будь-яких умов.
- 44:59Таким чином глюкоза потрапляє за зміною
- 45:02градієнта концентрації і проходить
- 45:05гематоенцефалічний бар'єр.
- 45:07А в інсулінозалежні тканини глюкозка
- 45:10потрапляє за участи інсуліну, який в
- 45:14першу чергу активує вивільнення глютів
- 45:18на поверхню клітин для того, щоб глюкоза
- 45:21потрапила
- 45:23в клітинку і активує ензими перетворення
- 45:27глюкози. Таким чином у нас глюкоза
- 45:31поглинається інсулінозалежними
- 45:33тканинами, такі як м'язова тканина і
- 45:36жирова тканина. І тут давайте ми з вами
- 45:39теж наголосимо свою увагу, що об'єм цих
- 45:43тканин значно більший в організмі. Таким
- 45:46чином досягається стан нормоглікемії
- 45:513,3 5,5 ммоль на літр. І час
- 45:55вирівнювання рівня глюкози в крові,
- 45:58нормоглікемія у здорової людини складає
- 46:01в середньому 40 хвилин, годину після
- 46:04прийому їжі.
- 46:06В стані гіпоглікемії
- 46:09секретується глюкагон.
- 46:12І глюкагон в першу чергу активує
- 46:17глікогеноліз, кінцевим продуктом якого є
- 46:20глюкозо-6-фосфат.
- 46:21І за участи глюкозо-6-дефосфатази
- 46:24в нас відбувається дефосфорилювання,
- 46:27утворюється
- 46:28глюкоза, яка і секретується печінкою для
- 46:32стабілізації
- 46:34нормоглікемії за таких умов.
- 46:38За довготривалої гіпоглікемії
- 46:42секретується гормон кортизол,
- 46:44який через ядерні рецептори активує
- 46:49експресію генів для ензимів
- 46:53глюконеогенезу,
- 46:55кінцевим продуктом якого є
- 46:57глюкозо-6-фосфат.
- 46:59І врешті-решт за участі
- 47:01глюкозо-6-фосфатази
- 47:03знову утворюємо вільну глюкозу, секретує
- 47:07печіночка через глют-2 глюкозку в кров.
- 47:11Таким чином відбувається забезпечення
- 47:13нормоглікемії
- 47:16перш за все для форменних елементів
- 47:18крові і для інсулінонезалежних
- 47:22тканин, таких як головний мозок та
- 47:26нервова тканина.
- 47:28Тож тримаємо нормоглікемію
- 47:31і
About this transcript
This page contains the full transcript of Гексозомонофосфатний пентозофосфатний шунт Глюконеогенез Гормональна регуляція рівня глюкози крові by Молекулярна логіка, generated from the public captions YouTube serves with the video. The transcript has 4,091 words across 990 segments, with the original timestamps preserved so you can click any line to jump to that moment in the embedded player.
What you can do with it
Use the transcript to take notes, quote the speaker, build a study guide, generate a summary with ChatGPT or Claude via the YouTube Summary tool, or export it as a timed subtitle file with YouTube to SRT. You can also re-open it in the transcriber to choose a caption track available on the video.
Free YouTube transcript tool
YouTube2Text is a free YouTube transcript generator — no signup, no daily limit. Paste any YouTube link and get the full transcript instantly, with timestamps, click-to-jump, caption language selection, AI prompts for ChatGPT, Claude, and Gemini, and exports to TXT, SRT, VTT, or Markdown.