81474

Биосинтез и использование кетоновых тел в качестве источников энергии

Доклад

Биология и генетика

В результате скорость образования ацетилКоА превышает способность ЦТК окислять его. АцетилКоА накапливается в митохондриях печени и используется для синтеза кетоновых тел. Синтез кетоновых тел начинается с взаимодействия двух молекул ацетилКоА которые под действием фермента тиолазы образуют ацетоацетилКоА. С ацетоацетилКоА взаимодействует третья молекула ацетилКоА образуя 3гидрокси3метилглутарилКоА ГМГКоА.

Русский

2015-02-20

127.33 KB

3 чел.

Биосинтез и использование кетоновых тел в качестве источников энергии

При голодании, длительной физической работе и в случаях, когда клетки не получают достаточного количества глюкозы, жирные кислотыиспользуются многими тканями как основной источник энергии. В отличие от других тканей мозг и другие отделы нервной ткани практически не используют жирные кислоты в качестве источника энергии. В печени часть жирных кислот превращается в кетоновые тела, которые окисляются мозгом, нервной тканью, мышцами, обеспечивая достаточное количество энергии для синтеза АТФ и уменьшая потребление глюкозы. К кетоновым телам относят β-гидроксибутират, ацетоацетат и ацетон. Первые две молекулы могут окисляться в тканях, обеспечивая синтез АТФ. Ацетон образуется только при высоких концентрациях кетоновых тел в крови и, выделяясь с мочой, выдыхаемым воздухом и потом, позволяет организму избавляться от избытка кетоновых тел.

Синтез кетоновых тел в печени. При низком соотношении инсулин/глюкагон в крови в жировой ткани активируется распад жиров. Жирные кислоты поступают в печень в большем количестве, чем в норме, поэтому увеличивается скорость β-окисления. Скорость реакций ЦТК в этих условиях снижена, так как оксалоацетат используется для глюконеогенеза. В результате скорость образования ацетил-КоА превышает способность ЦТК окислять его. Ацетил-КоА накапливается в митохондриях печени и используется для синтеза кетоновых тел. Синтез кетоновых тел происходит только в митохондриях печени.

Синтез кетоновых тел начинается с взаимодействия двух молекул ацетил-КоА, которые под действием фермента тиолазы образуют ацетоацетил-КоА. С ацетоацетил-КоА взаимодействует третья молекула ацетил-КоА, образуя 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА (ГМГ-КоА). Эту реакцию катализирует фермент ГМГ-КоА-синтаза. Далее ГМГ-КоА-лиаза катализирует расщепление ГМГ-КоА на свободный ацетоацетат и ацетил-КоА. Ацетоацетат может выделяться в кровь или превращаться в печени в другое кетоновое тело - β-гидроксибутират путём восстановления. В клетках печени при активном β-окислении создаётся высокая концентрация NADH. Это способствует превращению большей части ацетоацетата в β-гидроксибутират, поэтому основное кетоновое тело в крови - именно β-гидроксибутират. При голодании для многих тканей жирные кислоты и кетоновые тела становятся основными топливными молекулами. Глюкоза используется в первую очередь нервной тканью и эритроцитами. При высокой концентрации ацетоацетата часть его неферментативно декарбоксилируется, превращаясь в ацетон. Ацетон не утилизируется тканями, но выделяется с выдыхаемым воздухом и мочой. Таким путём организм удаляет избыточное количество кетоновых тел, которые не успевают окисляться, но, являясь водорастворимыми кислотами, вызывают ацидоз. При длительном голодании кетоновые тела становятся основным источником энергии для скелетных мышц, сердца и почек. Таким образом глюкоза сохраняется для окисления в мозге и эритроцитах. Уже через 2-3 дня после начала голодания концентрация кетоновых тел в крови достаточна для того, чтобы они проходили в клетки мозга и окислялись, снижая его потребности в глюкозе. β-Гидроксибутират , попадая в клетки, дегидрируется NAD-зависимой дегидрогеназой и превращается в ацетоацетат. Ацетоацетат активируется, взаимодействуя с сук-цинил-КоА - донором КоА:

Ацетоацетат + Сукцинил-КоА → Ацетоацетил- КоА + Сукцинат.

Реакцию катализирует сукцинил-КоА-ацето-ацетат-КоА-трансфераза. Этот фермент не синтезируется в печени, поэтому печень не использует кетоновые тела как источники энергии, а производит их "на экспорт". Кетоновые тела - хорошие топливные молекулы; окисление одной молекулы β-гидроксибутирата до СО2 и Н2О обеспечивает синтез 27 молекул АТФ. Эквивалент одной макроэргической связи АТФ (в молекуле сукцинил-КоА) используется на активацию ацетоацетата, поэтому суммарный выход АТФ при окислении одной молекулы β-гидроксибутирата - 26 молекул.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

44529. Іш аймақтары. Тік бұлықеттің қынаптарының пайда болуы 15.85 KB
  Жоғарғы іштік аймақ-regio epigasrtium, қабырғалардың шеміршекастылық оң жіне сол жақтық аймғына-regio hypohondrica dextra et sinisrta, бөлінеді
44530. Мойын, cervix, артқы, латеральды, төс-бұғана-емізікті бұлшықет аймағы ж/е алдыңғы деп 4 аймаққа бөледі 15.59 KB
  Латеральды аймақ, regio cervicalis lateralis, m. sternocledomastoideus-тің артында орналасқан ж/е оны алдыңғы жағынан аталған бұлшықет, астыңғы жағынан бұғана ж/е артқы жағынан m. trapezius шектейді үшбұрышты бөледі. Жауырын-бұғана үшбұрышы, trigonum omoclaviculare
44531. Мойын шандырлары 16.3 KB
  Беткей мойын шандыры, fascia colli superficialis, дененің жалпы беткей(теріасты) шандырының бөлігі болып табылады ж/е бірден үзіліссіз көрші аймақтарға ауысады. Дененнің басқа теріасты шандырынан айырмашылығы: онда теріасты бұлшықеті
44532. Ас қорыту жүйесінің жалпы құрылысы, әрбір бөлімнің қызметтері 15.17 KB
  Ас қорыту жүйесі (көне грекше: systema digestoria; көне грекше: systema — бүтін, байланысқан, жүйе; лат. digestoria — асқорыту) - адам мен жануарлар организмдеріндегі асты (азықты) қабылдау, өндеу, қорыту, сіңіру және жын қалдығын сыртқы ортаға шығару қызметтерін атқаратын мүшелердің жүйесі
44533. ТАТЬЯНА ТОЛСТАЯ: ТЕКСТ СЕМЬИ И СЕМЬЯ В ТЕКСТЕ 187.3 KB
  Татьяна Толстая. В предисловии к одной из своих последних публикаций Толстая рассматривает литературу как дело сугубо семейное как нечто напоминающее надомный промысел. Опубликовав свои эссе в одном томе с рассказами своей сестры Наталии Толстая комментирует это собрание текстов под названием Сестры следующим образом: Наша книга отклик на происходящее вокруг.
44534. ФОРМЫ ГОСУДАРСТВ, ФОРМЫ «СЕМЬИ» 377.14 KB
  При этом по крайней мере в идеале социалистические государства Центральной и Восточной Европы являлись формой государства всеобщего благосостояния. Относительная обеспеченность едой и жильем полная занятость высокие по сравнению с другими стратами зарплаты для рабочих и обеспечение номинально бесплатного или дешевого здравоохранения образования ухода за детьми материнскими льготами и культурными мероприятиями все это могло бы служить основанием для того чтобы рассматривать эти государства в качестве примера государства...
44535. Старая идеология новой семьи: демографический национализм России и Украины 262.55 KB
  В средствах массовой информации в политических и академических дискуссиях даже в документах женского движения подчеркивается возрастание социальной значимости традиционных женских ролей жены и матери возвращение мужчине экономической ответственности за обеспечение семьи важная роль традиционно крепкой украинской семьи в процессах консолидации и возрождения нации значение женской репродуктивной функции для усиления позиций украинского этноса. Идеализация традиционной семьи предполагает дистанцирование от коммунистического опыта...
44536. Их нравы: американская семья в зеркале советской пропаганды холодной войны 142.76 KB
  Брат дегенератâ так портретируется âсветская американская семьяâ в одном из выпусков советского сатирического журнала âКрокодилâ за 1949 год илл. Основными источниками стали журналы âКрокодилâ âРаботницаâ и âСемья и школаâ а также пропагандистские брошюры о семье относящиеся в целом к периоду âхолодной войныâ т. В результате заморский гость приходит к выводу что âему не повезло что он нарвался на двух опытных агентов советской пропагандыâ Крокодил 1947 № 29 8. Главным мотивом...
44537. Право матери солдата: инстинкт заботы или гражданский долг? 202.84 KB
  В связи с этим общественные объединения âсолдатских матерейâ представляют интересный объект для социологического анализа так как их деятельность затрагивает одновременно интересы семьи роли матери и становления принципов правового государства и развития гражданского общества в России. Социологические основания деятельности организаций âсолдатских матерейâ как в рамках гендерной теории так и теории военногражданских отношений и стали предметом научной рефлексии в представленной статье. Эмпирическим материалом в данной статье...