Путь метаболизма глюкоза-6-фосфата в печени

ТЕМА 15. ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ

Тестовые вопросы

1. Назовите основные продукты обмена белков:

а) аминокислота;

б) жиры;

в) углеводы.

Существенной характеристикой мультиклеточных организмов является дифференциация клеток и разделение их по виду деятельности. В дополнение к центральным циклам преобразования энергии и вещества, которые имеют место в каждой клетке, органы и ткани сложных организмов, в частности человека, имеют специальные функции и как следствие характеристические требования к питательным веществам и картине метаболизма в целом. Гормональные сигналы интегрируют и координируют метаболическую активность различных тканей, разносят информацию о размещении и распределении энергоемких веществ и веществ-предшественников синтеза биологических макромолекул к каждому органу.

Каждый орган и ткань человеческого тела имеют специализированную функцию, которая отражается в его анатомии и метаболической активности. Скелетные мышцы, используя метаболическую энергию, производят движение, жировая ткань сохраняет жиры, которые служат для запаса энергии, специальные разделы мозга продуцируют электрические сигналы. Печень играет роль центрального химического процессора и распределителя в процессе метаболизма, поставщика смеси питательных веществ посредством кровеносного русла. Глюкоза, поступающая в печень, под действием фермента глюкокиназы фосфорилируется до глюкозы-6-фосфата.

Глюкоза в русле крови

Гликоген печени

Триацилглицеролы,

Фосфолипиды НАДФН

цикл фосфата пентозы

Гликолиз

Жирные кислоты Холестерол Пуриват Нуклеотиды

Ацил-СоА Рибоза-5-фосфат

АДФ+Р АТФ

Цикл лимонной кислоты

е^-

СО₂ О₂ Н₂О

окислительное

фосфорилирование

Глюкоза-6-фосфат дефосфорилируется под действием фермента глюкозы-6-фосфотазы с образованием глюкозы, которая поступает в кровь. Выброс глюкозы в кровь должен регулироваться, т.к. концентрация глюкозы должна быть достаточно высокой, чтобы обеспечить энергией мозг и другие органы. Глюкоза-6-фосфат, которая не востребована для немедленного преобразования в глюкозу, превращается в печени в гликоген. Избыточное количество глюкозы-6-фосфата подвергается гликолизу, под действием фермента пуриват дегидрогеназы преобразуется в ацетил-СоА, который служит предшественником синтеза липидов: образуются жирные кислоты, которые переводятся в триацилглицеролы, фосфолипиды и холестерол.

Многие липиды, синтезируемые в печени, переносятся в другие органы, посредством связывания с липопротеинами крови. И окончательно глюкоза-6-фосфат служит субстратом для синтеза из фосфата пентозы обогащенного энергией НАДФН, который необходим для биосинтеза жирных кислот и холестерола, а также D-рибозы-5-фосфата, который является предшественником нуклеотидного биосинтеза.

Аминокислоты, поступающие в печень, имеют несколько важнейших путей метаболиэма, в результате которых образуются предшественники синтеза белков в гепатоцитах. Печень постоянно обновляет свои собственные белки, время жизни которых только несколько дней. В печени осуществляется биосинтез белков плазмы крови. Отдельные аминокислоты, попадая в печень, участвуют в биосинтезе нуклеотидов, гормонов и других азотистых соединений.

Жирнокислотные компоненты липидов также участвуют в различных путях преобразования. Жирные кислоты преобразуются в липиды печени, превращаются в фосфолипиды и триацилглицеролы плазматических липопротеинов, связываются с альбумином и переносятся по кровеносному руслу к сердцу и мышцам для окисления в них в качестве источников энергии.

Таким образом печень служит центром распределения организма, обеспечивая нутриентами в конкретных пропорциях другие органы, сглаживая флуктуации в процессе метаболизма. В печени проходят процессы энзиматической детоксикации посторонних органических веществ (лекарств, пищевых добавок, консервантов). Детоксикация обычно включает цитохромзависимое гидроксилирование нерастворимых органических веществ.

Координация метаболизма в отдельных органах млекопитающих достигается гормональной и нервной системой - клетки эндокринных желез секретируют гормоны, нейроны секретируют нейротрансмиттеры. В обоих случаях вестник от одной клетки проникает к другой, где связывается с молекулой рецептора и запускает процесс изменения в активности второй клетки. Гормоны в отличие от нейротрансмиттеров, быстро переносятся по кровеносному руслу от одного органа к другому, при этом преодолевая большие расстояния. Механизм действия нейротрансмиттеров и гормонов во многом подобен. Отдельные химические вестники являются общими для эндокринной и нервной систем. Поэтому систему регулирования метаболизма часто называют нейроэндокринной.

Концепция гормонов, как внутренних сигнальных веществ организма, появилась в 1855 году. Термин "гормон" введен в 1905 году в известной лекции Старлинга "Химическая корреляция функций тела". Известно, что гормоны контролируют не только различные аспекты метаболизма, но и многие другие функции: рост клеток и тканей, скорость сокращения сердечной мышцы, давление крови, функцию почек, секрецию ферментов и других гормонов, лактацию, активность репродуктивной системы.

КЛАССЫ ГОРМОНОВ И ГОРМОНОПОДОБНЫХ ВЕЩЕСТВ.

Гормон	Секретирующий орган/ткань/клетка	Функция или активность
Пептидные гормоны:
Тиротропин-релизинг гормон	Гипоталамус	Стимуляция тиротропина
Кортикотропин (АКТТ)	Гипофиз	Стимуляция синтеза адрено-кортикотропных стероидов
Вазопрессин	Гипофиз	Увеличение давления крови
Инсулин	Поджелудочная железа	Стимуляция утилизации глюкозы
Глюкагон	Поджелудочная железа	Стимуляция выделения глюкозы печенью
Аминные гормоны:
Адреналин	Надпочечники	Контроль стрессовых ситуаций, увеличение сердечного ритма
Тироксин	Щитовидная железа	Стимуляция метаболизма во многих органах
Стероидные гормоны:
Кортизол	Надпочечники	Ограничивает утилизацию глюкозы
Алдостерон	Надпочечники	Регулирует кровяное давление
Тестостерон	Половые железы	Регулирует половую активность
b-Эстрадиол	Половые железы	- // -
Прогестерон	В яичниках	- // -
Гормоноподобные:
Простагландины	Большинство тканей	Запускают мышечное сокращение
Лейкотриены	Лейкоциты	Включаются в гиперчувствитель-ные реакции
Тромбоксаны	Тромбоциты	Регулируют свертывание крови