Транспорт глюкозы в клетки

Метаболизм глюкозы

катаболизм глюкозы – гликолиз;
синтез глюкозы – глюконеогенез;
депонирование и распад гликогена;
синтез пентоз - пентозофосфатные пути.

С кровью воротной вены большая часть глюкозы (около половины) из кишечника поступает в печень, остальная глюкоза через общий кровоток транспортируется в другие ткани. Концентрация глюкозы в крови в норме поддерживается на постоянном уровне и составляет 3,33-5,55 мкмоль/л, что соответствует 80-100 мг в 100 мл крови.

Скорость поступления глюкозы в мозг и печень не зависит от инсулина и определяется только концентрацией ее в крови. Эти ткани называются инсулинонезависимыми.

Катаболизм глюкозы

Гликолиз - глюкоза à 2 молекулы пирувата (аэробный гликолиз) или 2 молекулы лактата (анаэробный гликолиз). Все реакции в цитозоле и характерны для всех органов и тканей. Аэробный распад глюкозы = аэробный гликолиз и окисление пирувата - это предельное окисление до СО₂ и Н₂О, а анаэробный гликолиз - это специфический путь катаболизма, то есть часть аэробного распада глюкозы.

Характеристика гликолиза:

· Реакции обратимы, за искл. реакций 1, 3, 10;

· все метаболиты находятся в фосфорилированной форме;

· источником фосфатной группы в реакциях фосфорилирования являются АТР (реакции 1, 3) или неорганический фосфат (6);

· регенерация NAD⁺, являющаяся необходимым условием протекания гликолиза, происходит при аэробном гликолизе посредством дыхательной цепи. При анаэробном гликолизе осуществляется независимо от дыхательной цепи.

· образование АТР 2 путями: субстратным фосфорилированием (используется энергия макроэргической связи субстрата (реакции 7, 9) окислительным фосфорилированием ADP, сопряженного с дыхательной цепью (реакция 6).

Аэробный гликолиз 10 АТР на 1 глюкозу. Суммарный эффект аэробного гликолиза составляет 8 АТР.

Суммарный эффект аэробного распада до конечных продуктов составляет 38 АТР.

Значение анаэробного гликолиза

Образование двух моль лактата из глюкозы сопровождается синтезом всего двух моль АТР, потому что NADH не используется дыхательной цепью, а акцептируется пируватом.

Анаэробный гликолиз является основным источником энергии для скелетных мышц в начальном периоде интенсивной работы, когда снабжение кислородом ограничено. Кроме того, зрелые эритроциты извлекают энергию за счет анаэробного окисления глюкозы, потому что не имеют митохондрий.

Гликоген синтезируется в период пищеварения (в течение 1-2 часов после приема углеводной пищи). Гликогенез особенно интенсивно протекает в печени и скелетных мышцах. Молекула гликогена содержит до 1 млн. остатков глюкозы, следовательно, на синтез расходуется значительное количество энергии. Необходимость превращения глюкозы в гликоген связана с тем, что накопление значительного количества глюкозы в клетке привело бы к повышению осмотического давления, так как глюкоза хорошо растворимое вещество. Напротив, гликоген содержится в клетке в виде гранул, и мало растворим.