Вивільнення енергії з глюкози через пентозофосфатний цикл. Перетворення глюкози в жири

більшість м`язів організму для отримання енергії використовують в основному вуглеводи, для цього вони розщеплюються за допомогою гліколізу до піровиноградної кислоти з подальшим її окисленням. Однак процес гліколізу не є єдиним способом, за допомогою якого глюкоза може розщеплюватися і використовуватися для енергетичних цілей. Іншим важливим механізмом розщеплення і окислення глюкози служить пентозофосфатний шлях (або фосфоглюконатний шлях), який відповідальний за 30% розпаду глюкози в печінці, що перевищує її розщеплення в жирових клітинах.

цей шлях особливо важливий, оскільки забезпечує клітини енергією незалежно від всіх ферментів циклу лимонної кислоти, тому він є альтернативним шляхом обміну енергії у випадках порушень ферментних систем циклу Кребса, що принципово важливо для забезпечення енергією численних процесів синтезу в клітинах.

Виділення вуглекислого газу і водню в пентозофосфатному циклі. На малюнку показано більшість основних хімічних реакцій пентозофосфатного циклу. Видно, що на різних етапах перетворення глюкози можуть виділятися 3 молекули вуглекислого газу і 4 атома водню з утворенням цукру, що містить 5 атомів вуглецю, - D-рібулези. Ця речовина може послідовно перетворюватися в різні інші п`яти-, чотири-, семи- і трехуглеродние цукру. У підсумку шляхом різних комбінацій цих вуглеводів може ресинтезувати глюкоза.

При цьому ресинтезіруются тільки 5 молекул глюкози на кожні 6 молекул, початково вступили в реакції, тому пентозофосфатний шлях є циклічним процесом, що призводить до метаболічного розпаду однієї молекули глюкози в кожному завершився циклі. При повторенні циклу знову все молекули глюкози перетворюються на вуглекислий газ і водень. Потім водень вступає в реакції окисного фосфорилювання, утворюючи АТФ, однак частіше він використовується для синтезу жирів і інших речовин в такий спосіб.

Використання водню для синтезу жирів. Функції никотінамідаденіндінуклеотідфосфата. Водень, що виділяється під час пентозофосфатного циклу, що не об`єднується з НАД +, як під час гліколізу, але взаємодіє з НАДФ +, який практично ідентичний НАД +, за винятком фосфатного радикала. Ця різниця має істотне значення, тому що тільки за умови зв`язування з НАДФ + з утворенням НАДФ-Н водень може використовуватися для утворення жирів з вуглеводів і синтезу деяких інших речовин.

коли гликолитический процес використання глюкози сповільнюється у зв`язку з меншою активністю клітин, пентозофосфатний цикл залишається дієвим (особливо в печінці) і забезпечує розщеплення глюкози, яка продовжує надходити в клітини. Утворений при цьому в достатніх кількостях НАДФ-Н сприяє синтезу з ацетил-КоА (похідного глюкози) довгих ланцюжків жирних кислот. Це ще один шлях, який забезпечує використання енергії, укладеної в молекулі глюкози, але в цьому випадку для освіти не АТФ, а запасів жиру в організмі.

Перетворення глюкози в глікоген або жири

якщо глюкоза не використовується відразу на енергетичні потреби, але надлишок її продовжує надходити в клітини, вона починає запасатися у вигляді глікогену або жирів. Поки глюкоза зберігається переважно у вигляді глікогену, який запасається в максимально можливій кількості, цієї кількості глікогену вистачає для забезпечення енергетичних потреб організму протягом 12-24 год.

якщо глікоген-запасають клітини (Головним чином клітини печінки і м`язів) наближаються до межі своїх можливостей по запасання глікогену, що продовжує надходити глюкоза перетворюється в клітинах печінки і жирової тканини в жири, які направляються на зберігання в жирові тканини.