SZÉNHIDRÁTOK ÁTALAKÍTÁSA

Glükóz lebontás végbemehet: - glikolízis  citrátkör  terminális oxidáció energiatermelést szolgálja - más oxidációs útvonal szintézishez szolgáltat NADPH-t és hidrogént, cukorszármazékokat PENTÓZFOSZFÁT-CIKLUS v . GLÜKÓZ DIREKT OXIDÁCIÓJA

PENTÓZFOSZFÁT CIKLUS Átalakulási folyamatok glükóz szénatomja  CO2, NADPH keletkezik Citoplazmában történik Három szakasz: I. oxidatív szakasz II. cukorátalakulás, cukor-foszfát átalakulás III. rekombináció (visszaalakulás)

C6 C6 C6 C6 C3 C3 C4 C5 C5 C7 C5 C3

dihidroxi-aceton-P CH2 – O – P C=O CH2OH Pi fruktóz-1,6-diP

Pentóz-foszfát ciklus jelentősége H+-t szolgáltat a NADPH által Ribózt és más pentózszármazékot termel a nukleinsavak felépítéséhez Biztosítja a hexóz-pentóz átalakulást Energiát termel Nincs közös enzime a citrátkörrel, de közös az, hogy itt is termelődik CO2 Felhasználja a szervezetben képződött cukor-foszfátot intermedierként

SZINTÉZISEK

GLÜKONEOGENEZIS nem szénhidrátjellegű tápanyagokból glükóz képződik glükózszintézisre használódhat a tejsav, glükoplasztikus aminosavak, glicerol, propionsav legtöbb lépését a glikolízis enzimei katalizálják

azonban három enzimnél nem reverzibilis a folyamat: a) hexokináz glükóz  glükóz – 6-P b) fruktóz- foszfát- kináz fruktóz-6-P  fruktóz-1,6-diP c) piruvát-kináz foszfoenol-piruvát piruvát a glükoneogenezis nem a glikolízis megfordítottja  más enzimek katalizálják, más szervekben folyik

Glükózszintézis tejsavból CORI-KÖR

GLÜKONEOGENEZIS NADH + H+ NADH

foszfoenol piruvát karboxiláz Nyitólépés : COO- C = O CH3 piruvát ATP HCO3- piruvát karboxiláz ADP + Pi CO2 COO- C = O CH2 COO- C – O – P CH2 oxálacetát GTP GDP foszfoenol piruvát foszfoenol piruvát karboxiláz

Piruvát-karboxiláz működése

Glükoneogenezis szabályozása A vércukorszint szabályozásával áll összefüggésben A glukagon és az inzulin hatása érvényesül

GLUKAGON mobilizálja az izmok aminosav-tartalmát; fokozza a zsírok hidrolízisét; glicerinből is lehetőség nyílik a glükoneogenezisre inaktiválja a piruvát-kinázt az Ac-CoA molekulák nagy mennyisége alloszterikusan aktiválja a piruvát-karboxilázt a glikolízist gátolja, a glükoneogenezist serkenti katabolikus hatású

Inzulin anabolikus jellegű elősegíti, hogy a glükóz a vérből a sejtekbe jusson a májban a piruvát-karboxilázt és a fruktóz-1,6-difoszfatázt gátolja az izomsejtekben a glükóz glikogénné alakul, szintézisét az inzulin serkenti a glikogén-szintetáz rendszer aktiválásával gátolja a lipidek lebontását, serkenti az aminosavak fehérjékké alakulását

Az inzulin tehát csökkenti a vércukorszintet, gátolja a glükoneogenezist, elősegíti a glikogénszintézist.

Egyéb szénhidrátszintézisek glükóz egyéb monoszacharidok diszacharidok glikogén váz-poliszacharidok egyéb cukorszármazékok glükóz-6-P

Glikogén szintézise

GLÜKÓZ GLÜKÓZ-6-P GLÜKÓZ-1-P UDP-GLÜKÓZ GLÜKÓZ (n+1) + UDP (glükóz)n hexokináz glükóz – P – mutáz ATP ADP UTP uridil-transzferáz PPi (glükóz)n glikogén szintetáz

a reakciót a glikogén-szintetáz katalizálja glikozilegység átvitele UDP-glükózról glikogénmolekulára, (14) kötések kialakításával 6-11 egységből álló láncrészek kialakulásáig (16)-transz-glikozidáz (16) kötéssel kapcsolja a szomszédos láncokhoz elágazó láncú glikogén

GLIKOGÉN SZINTETÁZ: - izomban és májban működik - működését kovalens és alloszterikus szabályozás befolyásolja, melyet az adrenalin szint regulál

A glikogénlebontás szabályozása ADENILÁT-CIKLÁZ ADRENALIN ATP ADENILÁT-CIKLÁZ PROTEIN-KINÁZ cAMP FOSZFORILÁZ-KINÁZ P PROTEIN-KINÁZ GLIKOGÉN SZINTETÁZ FOSZFIRILÁZ-KINÁZ-P D Glukóz-6-P SZINTETÁZ-I ATP FOSZFORILÁZ-b FOSZFORILÁZ-a-P feed-back típusú alloszterikus szabályozás

GLIKOLÍZIS ÉS GLÜKONEOGENEZIS SZABÁLYOZÁSA Hormonális szabályozás Kovalens módosítással való szabályozás Alloszterikus szabályozás

Hormonok termelődésével adrenalin szabályoz 2) Foszfát csoportok kerülnek át egyik enzimről a másikra  aktiválódik az enzim 3)- ATP, acetil-CoA, citrát, hosszú láncú zsírsavak szerepe - alloszterikus enzimek koncentráció általi szabályozása

SZÉNHIDRÁTOK EMÉSZTÉSE ÉS FELSZÍVÓDÁSA gyomor-bél traktusban monoszacharidokra bomlanak, a vékonybél hámsejtjein keresztül felszívódnak szájüregben: α-amiláz (gyomorban inaktív) A pancreas által termelt α-amiláz a duodenumban folytatja az emésztést maltóz, malto-trióz keletkezik

a diszacharidokat diszacharidázok bontják a vékonybél lumenében monoszacharidok keletkeznek, melyek az ileumban szívódnak fel

Enzim szubsztrát termék képződés helye bontott kötés a-amiláz nyálmirigy a (1-4) amilóz maltóz hasnyálmirigy amilopektin maltotrióz glikogén oligo-határ-dextrin oligo-szacharidáz vékonybél amiláz glükóz (közvetlenül) a (1-6) izomaltóz a-határ-dextrin glükóz maltáz szacharáz a1-b2 szacharóz glükóz + fruktóz laktáz b (1-4) laktóz glükóz + galaktóz

Glükóz transzporterek (GLUT) Glükóz membránba jutása: 1. aktív transzporttal ATP szükséges hozzá 2. co-transzport Na+ kell hozzá 3. facilitált diffúzióval nem függ az ATP-től és a co-transzporttól GLUT-ok végzik

GLUT-1 vvt-kben, agy-, izom- és zsírszövetben található; inzulinindependens GLUT-3 Az agyban található, a GLUT-1-gyel biztosítja az agy számára a glükóz felvételét GLUT-2 Májsejtek membránjában található, ill. pancreas β-sejtjeiben, vesében, vékonybél epithelsejtjeinek basalis mambránjában

Magas vércukorszint esetén ezen keresztül a máj glükózt vesz fel, alacsony vércukorszint esetén a glükózt a keringésbe szállítja GLUT-4 Izom- és zsírszövetben található, inzulindependens GLUT-5 Fruktóztranszporter a vékonybélben

GLUT-6 Hasonló a GLUT-3-hoz GLUT-7 A máj endoplazmás retikulum glükóz transzportjáért felelős fehérje

Glükóztranszport a vérből a sejtekbe GLUT-7 Endoplazmás retikulum fruktóz GLUT-5

Ha nő a vércukor szint, inzulin hatására glükozidáz is termelődik a májban fokozódik a glikolízis a nagy mennyiségű cukor el tud bomlani A glükozidáz mindig fel tudja használni a szőlőcukrot (az agyban)

Inzulin Két polipeptid láncból épül fel 3 diszulfid híd található benne Akkor aktív, ha leszakad a 35 As-ból álló fehérjerész

Glukagon a hasnyálmirigy Langerhans-szigeteinek -sejtjeiben termelődik a biológiailag aktív hormon 29 aminosav-maradékból áll

Inzulin, glukagon szerepe anabolikus jellegű GLUKAGON katabolikus jellegű MÁJ serkent glikogén szintézis zsírsavszintézis fehérjeszintézis glukoneogenezis glikogénlebontás ketontestek képzése gátol ketontestek képzése - IZOM glükózfelvétel glikogénszintézis fehérjebontás ZSÍR-SZÖVET zsír(triglicerid)szintézis zsírbontás

Hormonok hatása HORMON HATÁSA A VÉRCUKOR SZINTRE MECHANIZMUS SZERV adrenalin növeli glikogénbontás fokozása máj és izom glükagon máj glükoneogenezis fokozása kortizol elősegíti a glukagon hatását növekedési hormon triglicerid bontása glükózaktivitás végett inzulin csökkenti sejtek glükózfelvételének stimulálása izom glikogénszintézis fokozása glükoneogenezis gátlása

Vércukorszint szabályozása Ha csökken a vércukorszint: glukagontermelés fokozódik - glikogénlebontás - glükoneogenezis fokozódik (máj) a szervek (máj, izom) glükózfelvétele csökken, az agyé nem glükóz jut a vérbe

Ha nő a vércukorszint: inzulintermelés fokozódik szervek glükóz felvétele nő - izom - zsírszövet máj glükóz glikogén szintézis kivonódik a vérből fokozódik