Мобілізація глікогену

Глікоген, як резерв глюкози, накопичується в клітинах під час травлення і витрачається в постабсорбціонном періоді. Розщеплення глікогену в печінці або його мобілізація здійснюється за участю ферменту глікогенфосфоррілази часто званої просто фосфорілазой. Цей фермент каталізує фосфоролітіческое розщеплення a-1,4-глікозидних зв'язків кінцевих залишків глюкози полімеру:

Для розщеплення молекули в районі розгалужень необхідні два додаткових ферменту: так званий дебранчінг (деветвящій) фермент і аміло-1,6-глікозідаза, причому в результаті дії останнього ферменту в клітинах утворюється вільна глюкоза, яка може або залишити клітку, і піддатися фосфорилюванню. < p> Гол-1-ф в клітинах ізомерізуется за участю фосфоглюкомутази у гл-6-ф. Подальша доля гол-6-фосфату визначається наявністю або відсутністю в клітинах ферменту глюкозо-6-фосфатази. Якщо фермент присутній у клітці, він каталізує гідролітичні відщеплення від гол-6-фосфату залишку фосфорної кислоти з утворенням вільної глюкози: що може проникати через зовнішню клітинну мембрану і надходити в кров `яне русло. Якщо ж глюкозо-6-фосфатази в клітинах немає, то дефосфорілірованія глюкози не відбувається і глюкозний залишок може бути утилізований тільки даній конкретній клітиною. Зауважимо, що розщеплення глікогену до глюкози не потребує додаткового припливу енергії.

У більшості органів і тканин людини глюкозо-6-фосфатаза відсутній, тому запасені в них глікоген використовується лише для власних потреб. Типовим представником таких тканин є м'язова тканина. Глюкозо-6-фосфатаза є лише в печінці, нирках і кишечнику, але найбільш суттєвим є наявність ферменту в печінці (точніше, у гепатоцитах), тому що цей орган виконує роль своєрідного буфера, що поглинає глюкозу при підвищенні її вмісту в крові і поставляє глюкозу в кров, коли концентрація глюкози в крові починає падати.

Регуляція процесів синтезу та розпаду глікогену

Зіставивши метаболічні шляхи синтезу та мобілізації глікогену, ми побачимо, що вони різні:

Ця обставина дає можливість роздільно регулювати обговорювані процеси. Регулювання здійснюється на рівні двох ферментів: глікогенсинтетазу, що бере участь у синтезі глікогену, і фосфорілази, що каталізує розщеплення глікогену.

Основним механізмом регуляції активності цих ферментів є їх ковалентний модифікація шляхом фосфорилювання-дефосфорілірованія. Фосорілірованная фосфорілаза або фосфорілаза "a" високоактивних, в той же час фосфорілірованний глікогенсинтетазу або синтетазу "b" неактивна. Таким чином, якщо обидва ферменту знаходяться в фосфорілірованний формі, в клітці йде розщеплення глікогену з утворенням глюкози. У дефосфорілірованном стані, навпаки, неактивна фосфорілаза (у формі "b") і активна глікогенсинтетазу (у формі "a"), в цій ситуації в клітці йде синтез глікогену з глюкози.

Оскільки глікоген печінки дозволяє розширити обсяг глюкози для всього організму, його синтез або розпад повинен контролюватися надклеточнимі регуляторними механізмами, робота яких повинна бути спрямована на підтримання постійної концентрації глюкози в крові. Ці механізми повинні забезпечувати включення синтезу глікогену в гепатоцитах при підвищених концентраціях глюкози в крові і посилювати розщеплення глікогену при падінні вмісту глюкози в крові.

Отже, первинним сигналом, що стимулює мобілізацію глікогену в печінці, є зниження концентрації глюкози в крові. У відповідь на нього альфа-клітини підшлункової залози викидають у кров свій гормон - глюкагон. Глюкагон, що циркулює в крові, взаємодіє зі своїм білком-рецептором, що знаходиться на зовнішній стороні зовнішньої клітинної мембрани гепатоцита. утворюючи гір мон-рецепторний комплекс. Освіта гормон-рецепторного комплексу призводить за допомогою спеціального механізму до активації ферменту аденілатциклази, що знаходиться на внутрішній поверхні зовнішньої клітинної мембрани. Фермент каталізує освіту в клітині циклічного 3,5-АМФ (цАМФ) з АТФ.

У свою чергу, цАМФ активує в клітці фермент цАМФ-залежної протеїн. Неактивна форма протеїнкінази являє собою олігомер, що складається з чотирьох субодиниць: 2 регуляторних і двох каталітичних. При підвищенні концентрації цАМФ у клітині до кожної з регуляторних субодиниць протеїнкінази приєднується по 2 молекули цАМФ, конформація регуляторних субодиниць змінюється і олігомер розпадається на регуляторні та каталітічес Електричні субодиниці. Вільні каталітичні субодиниці каталізує фосфорилювання в клітці ряду ферментів, у тому числі фосфорилювання глікогенсинтетазу з переведенням її в неактивний стан, виключаючи таким чином синтез глікогену. Одночасно йде Фос форілірованіе кінази фосфорілази, а цей фермент, активуючи при його фосфорилювання, у свою чергу каталізує фосфорилювання фосфорілази з переведенням його в активну форму, тобто в форму "a". У результаті активації фосфорілази включається розщеплення глікогену і гепатоцити починають поставляти глюкозу в кров.

Принагідно зауважимо, що при стимуляції розщеплення глікогену в печінці катехоламінів у якості головних посередників виступають b - рецептори гепатоцитів, що зв'язують адреналін. При цьому відбувається підвищення вмісту іонів Са у клітинах, де вони стимулюють Са/кальмодулінчувствітельную кіназу фосфорілази, яка у свою чергу активує фосфорілазу шляхом її фосфорилювання.

Поиск по сайту: