Регуляция гликолиза
Гормональные и метаболические факторы, регулирующие гликолиз и глюконеогенез
Регуляция глюконеогенеза
Гормональная активация глюконеогенеза осуществляется глюкокортикоидами, которые увеличивают синтез пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируват-карбоксикиназы, фруктозо-1,6-дифосфатазы. Глюкагон стимулирует те же самые ферменты через аденилатциклазный механизм путем фосфорилирования.
Также имеется метаболическая регуляция, при которой аллостерически активируется пируваткарбоксилаза при помощи ацетил-SКоА, фруктозо-1,6-дифосфатаза при участии АТФ.
Гликолиз стимулируется инсулином, повышающим количество молекул гексокиназы, фосфофруктокиназы, пируваткиназы.
В печени активность глюкокиназы регулируется гормонами: активацию вызывает инсулин и андрогены, подавляют ее активность глюкокортикоиды и эстрогены.
Для метаболической регуляции чувствительной является фосфофруктокиназа. Она активируется АМФ и собственным субстратом, ингибируется – АТФ, лимонной кислотой, жирными кислотами. Пируваткиназа активируется фруктозо-1,6-дифосфатом. Гексокиназа непеченочных клеток ингибируется продуктом собственной реакции – глюкозо-6-фосфатом.
Нервная регуляция концентрации глюкозы в крови выражается в положительном влиянии n.vagus на секрецию инсулина и тормозящем влиянии на этот процесс симпатической иннервации. Кроме этого, выделение адреналина в кровь подвержено симпатическим влияниям.
Основными факторами гормональной регуляции являются глюкагон, адреналин, глюкокортикоиды, с оматотропный гормон с одной стороны, и инсулин с другой. Все гормоны, кроме инсулина, влияя на печень, увеличивают гликемию.
Инсулин является единственным гормоном организма, действие которого нацелено на снижение уровня глюкозы крови. При его влиянии глюкозу усиленно поглощают мышцы и жировая ткань.
Уменьшение концентрации глюкозы в крови инсулином достигается следующими путями:
· переход глюкозы в клетки – активация белков-транспортеров ГлюТ 4 на цитоплазматической мембране,
· вовлечение глюкозы в гликолиз – повышение синтеза глюкокиназы – фермента, получившего название "ловушка для глюкозы", стимуляция синтеза других ключевых ферментов гликолиза – фосфофруктокиназы, пируваткиназы,
· увеличение синтеза гликогена – активация гликогенсинтазы и стимуляция ее синтеза, что облегчает превращение излишков глюкозы в гликоген,
· активация пентозофосфатного пути – индукция синтеза глюкозо-6-фосфат-дегидрогеназы и 6-фосфоглюконатдегидрогеназы,
· усиление липогенеза – вовлечение глюкозы в синтез триацилглицеролов или фосфолипидов (схема cинтеза).
Многие ткани совершенно нечувствительны к действию инсулина, их называют инсулиннезависимыми. К ним относятся нервная ткань, стекловидное тело, хрусталик, сетчатка, клубочковые клетки почек, эндотелиоциты, семенники и эритроциты.
Глюкагон повышает содержание глюкозы крови:
· увеличивая мобилизацию гликогена через активацию гликогенфосфорилазы,
· стимулируя глюконеогенез – повышение работы ферментов пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируват - карбоксикиназы, фруктозо-1,6-дифосфатазы.
Адреналин вызывает гипергликемию:
· активируя мобилизацию гликогена – стимуляция гликогенфосфорилазы,
Глюкокортикоиды повышают глюкозу крови
· за счет подавления перехода глюкозы в клетку,
· стимулируя глюконеогенез – увеличивают синтез ферментов пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируват-карбоксикиназы, фруктозо-1,6-дифосфатазы.
В таблице кратко сформулированы основные аспекты гормональных влияний:
Снижение глюкозы крови | Повышение глюкозы крови |
Инсулин · Повышение ГлюТ 4-зависимого транспорта глюкозы в клетки · Усиление синтеза гликогена · Активация ПФП · Активация гликолиза и ЦТК | Адреналин · Активация гликогенолиза в печени Глюкагон · Активация гликогенолиза в печени · Стимуляция глюконеогенеза Глюкокортикоиды · Усиление глюконеогенеза · Уменьшение проницаемости мембран для глюкозы |
Гипергликемические состояния
Гипергликемическим является состояние, при котором концентрация глюкозы в крови более 6 ммоль/л. По происхождению выделяют две группы таких состояний: