2015-04-30
7976
Сопоставим эти процессы.
Эти процессы различны. Это обстоятельство дает возможность раздельно регулировать синтез и распад гликогена.
Регуляция осуществляется на уровне 2 ферментов: гликогенфосфорилазы и гликогенсинтетазы.
Основным механизмом регуляции активности этих ферментов является их ковалентная модификация путем фосфорилирования - дефосфорилирования.
Фосфорилированная фосфорилаза активна (отвечает за расщепление гликогена) ее называют фосфорилаза-А. В то время как фосфорилированная гликогенсинтетаза неактивна, (активная форма отвечает за синтез) а дефосфорилированные формы наоборот. Дефосфорилированная фосфорилаза неактивна - фосфорилаза-В.
Если оба эти фермента находятся в фосфорилированной форме (фосфорилаза - активна), то в клетке идет расщепление гликогена с образованием глюкозы. В дефосфорилированном состоянии (дефосфорилированная гликогенсинтетаза - активна) наоборот идет синтез гликогена из глюкозы.
Поскольку гликоген печени играет роль резерва глюкозы для всего организма, то его синтез и распад должен несомненно контролироваться надклеточными регуляторными механизмами, работа которых направлена на поддержание постоянной концентрации глюкозы в крови. Дело в том, что например падение содержания глюкозы в крови ниже 2,2 млмоль/литр -тяжелейший гипогликемический шок, кома, смерть. Организм реагирует на снижение глюкозы крайне отрицательно. Эти механизмы гормональной регуляции должны обеспечивать исключение синтеза гликогена при повышенной концентрации глюкозы в крови и в то же время усиливать расщепление гликогена при падении концентрации глюкозы в крови.
РАСПАД ГЛИКОГЕНА В ПЕЧЕНИ
Первичным сигналом стимулирующим мобилизацию гликогена в печени является снижение концентрации глюкозы в крови. Если вы хотели есть, но вас отвлекли как ребенка и ничего не давать, то дальше он уже не просит есть. Почему?
1 В ответ на это а-клетки островков Лангерганса панкреатической железы выбрасывают в кровь гормон ГЛЮКАГОН.
2 Глюкагон циркулирующий в крови взаимодействует со своим белком-рецептором находящимся на внешней стороне наружной клеточной мембраны и образует гормон-рецепторный комплекс.
3 Затем с помощью специального механизма после образования гормон-рецепторного комплекса происходит активация фермента аденилатциклазы. (G белки меняют свою конформацию и переводят в активную форму аденилатциклазу).
4 Активная форма начинает образовывать циклический АМФ из АТФ.
5 ЦАМФ способен активировать еще один фермент - протеинкиназа. Этот фермент состоит из 4 субъединиц: 2-х регуляторных и 2-х каталитических. Две молекулы ЦАМФ присоединяются к регуляторным субъединицам => происходит изменение конформации и высвобождаются каталитические субъединицы.
6 Каталитические субъединицы обеспечивают фосфорилирование ряда белков, в том числе ферментов. В частности они обеспечивают фосфорилирофание гликогенсинтетазы и это сопровождается блокированием синтеза гликоген. Кроме этого происходит фосфорилирование киназы-фосфорилазы, (слово киназа означает фосфорилирование) которая фосфорилирует гликогенфосфорилазу. Отсюда активация расщепления гликогена с выходом глюкозы в кровь.
7 Выброшенная глюкоза в кровь увеличивает концентрацию доводя ее до нормальных величин.
Стимуляция расщепления гликогена в печени происходит так же за счет выброса адреналина.
1 В качестве главных посредников здесь выступают Р рецепторы в гепатоцитах. Они связывают адреналин т.е. образуется гормоно-адреналиновый комплекс.
2 После образования гормоно-рецепторного комплекса происходит повышение содержания ионов Са в клетках.
3 Са стимулирует Са-зависимую киназу фосфорилазы. Которая в свою очередь активирует фосфорилазу путем ее фосфорилирования.
СТИМУЛЯЦИЯ СИНТЕЗА ГЛИКОГЕНА
Студент получил стипендию и наелся. Съел много сладких вещей. В этом случае наблюдается повышение содержания глюкозы в крови. Что является внешним сигналом для гепатоцитов в отношении стимуляции синтеза гликогена и связывания таким образом лишней глюкозы из русла крови. Срабатывает следующий механизм.
1 При повышении концентрации глюкозы в крови путем пассивной диффузии повышается содержание глюкозы в гепатоцитах. Это повышение содержания глюкозы в крови очень сложным (в основном это аллостерическая модуляция) механизмом приводит к активации фосфопротеинфосфотазы.
2 Который вызывает дефосфорилирование гликогенсинтетаза, отщепляя от фосфорилирофанных форм фосфорилазы и гликогенсинтетазы фосфорную кислоту и поэтому
3 Дефосфорилированная гликогенсинтетаза превращается в активную форму, что резко стимулирует синтез гликогена.
4 Как только концентрация выравнивается глюкозы в крови так этот механизм выключается.
В снижении фосфорилазной активности в гепатоцитах определенную роль играет инсулин.
1 Выделяется в ответ на повышение концентрации глюкозы в крови. Его связывание с инсулиновыми рецепторами приводит к активации в клетках печени фермента фосфодиастеразы.
2 Это фермент который расщепляет циклическую АМФ. А значит прерывающего активацию гликогенфосфорилазы.
Как только мы съедаем много углеводов мы каждый раз своеобразно бьем кнутом по нашей панкреатической железе, заставляя, выбрасывать инсулин. Отсюда истощение инсулярного аппарата, который наблюдается у людей с неблагополучным статусом.
