30. Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК, Цикл Кребса). Роль ЦТК в деятельности организма. Интегративная и амфиболическая функции ЦТК.

30. Цикл трикарбоновых кислот (ЦТК, Цикл Кребса). Роль ЦТК в деятельности организма. Интегративная и амфиболическая функции ЦТК.

Активированный ацетильный остаток, образовавшийся при окислительном декарбоксилировании пирувата, далее полностью окисляется до С 0 2 в цикле трикарбоновых кислот (лимоннокислом цикле или цикле Кребса).

Наряду с окислительным декарбоксилированием пирувата этот процесс относится к общим путям катаболизма и является конечным путем окислительного катаболизма всех видов биомолекул (углеводы, липиды, аминокислоты), которые в аэробных условиях либо превращаются в ацетил-КоА, либо в промежуточные соединения ЦТК. Следовательно, ЦТК выполняет функции единого интегрального механизма, взаимосвязи и взаимозависимости процессов клеточного метаболизма.

Исключительно важную роль ЦТК играет в энергетическом обмене организма. В этом процессе образуются первичные доноры водорода для дыхательной цепи митохондрий, которые окисляются НАД+- или ФАД-зависимыми дегидрогеназами, передающими водород в цепь переноса элеитронов, где энергия электронов окисляемых субстратов способна трансформироваться в химическую энергию макроэргических связей АТФ.

 Цикл трикарбоновых кислот следует рассматривать как универсальный механизм окисления ацетильной группы в аэробных условиях, поскольку практически он обнаружен во всех видах аэробнодышащих организмов: в животных, растениях, микроорганизмах. Оценивая значение ЦТК как процесса катаболических превращений ацетила, необходимо отметить его анаболические функции. Следовательно, ЦТК относится к амфиболическим путям метаболизма, т. е. выполняет не только функции окислительного катаболизма, но и связан с анаболическими процессами: поставляет промежуточные метаболиты для реакций биосинтеза, например сукцинил-КоА — для синтеза гема, а-кетоглутарат-глутаминовой кислоты и др

31. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы. Метаболические функции пентозофосфатного пути. Биологическое значение пентозофосфатного цикла.

Пентозофосфатный путь окисления глюкозы. Этот путь окисления глюкозы не связан с образованием энергии, а обеспечивает анаболизм клеток. Пентозофосфатный путь включает два этапа – окислительный и неокислительный. На первом, окислительном, этапе глюкозо-6-фосфат в трех реакциях превращается в рибулозо-5-фосфат, реакции сопровождаются восстановлением двух молекул НАДФ до НАДФН. На этом этапе происходит регуляция процесса: инсулин повышает активность глюко-зо-6-фосфат-дегидрогеназы и фосфоглюконат-дегидрогеназы. Второй этап – этап структурных перестроек, благодаря которым пентозы способны возвращаться в фонд гексоз. В этих реакциях рибулозо-5-фосфат изомеризуется до рибозо- 5-фосфата и ксилулозо-5-фосфата. Далее под влиянием ферментов транскетолазы и трансальдолазы происходят структурные перестройки с образованием других моносахаридов. При реализации всех реакций второго этапа пентозы превращаются во фруктозо-6-фосфат и глицеральдегидфосфат. Из глицеральдегид-3-фосфата при необходимости могут образоваться гексозы.

Метаболические функции ПФ пути: 1. Поставка восстановительных эквивалентов(НАДФН) для реакций восстан в процессах анаболизма, например высших жирных кислот, холестерола и др. 2. В ПФ пути окисления глюкозы образ важнейшие структурные предшественники для анаболических процессов в клетке, в том числе рибозо-5-фосфат - для биосинтеза нуклеотидов и НК; эритрозо-4-фосфа - для биосинтеза трёх аминокислот: фенилаланина, тирозина, триптофана. 3. В аэробных условиях данный путь может выполнять энергетическую функцию, благодаря действию ферментов, вызывающих взаимопревращение НАДФН и НАДН. Последний способен запустить процесс окислительного фосфорилирования для синтеза АТФ.

Биологическое значение ПФ цикла. Пентозофосфатный путь может функционировать в печени, жировой ткани, молочной железе при лактации, семенниках, коре надпочечников, эритроцитах. В этих тканях и органах активно протекают реакции гидроксилирования и восстановления, например, при синтезе жирных кислот, холестерола, обезвреживания ксенобиотиков в печени и активных форм кислорода в эритроцитах и других тканях, поэтому у них велика потребность в восстановительных эквивалентах, в том числе, NADPH. В частности, в эритроцитах обезвреживание активных форм кислорода выполняет антиоксидант глутатион — серосодержащий трипептид. Глутатион, окисляясь, переводит пероксид водорода в воду, однако для перевода глутатиона обратно в восстановленную форму необходим NADPH + H+. При дефекте глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в эритроцитах происходит агрегация протомеров гемоглобина, из-за чего эритроциты теряют пластичность, для их функционирования необходима нормальная работа пентозофосфатного пути.