Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
Прямых указаний в пользу этой теории не существует, однако есть целый ряд косвенных доказательств (обсуждение данных о «комлартментализации» в печени см. в работах [’29, 30]. Выяснение точной внутриклеточной локализации многих ферментов представляет в настоящее время сложную биохимическую проблему, и не удивительно, что мы располагаем лишь весьма ограниченной информацией о внутриклеточном распределении глюкокиназы и глюкозо-6-фосфатазы. Глюкокиназа, очевидно, локализована в цитозоле (фракция клеточного гомогената, не осаждаемая при центрифугировании при 100 000 g), тогда как глюкозо-6-фосфатаза связана с фракцией эндоплазматической сети. Такое распределение этих ферментов во фракциях гомогената нельзя, к сожалению, рассматривать как окончательный довод в пользу их физического разделения в клетке печени.
Более того, простое физическое разобщение глюкокиназы я глюкозо-6-фосфатазы в клетке само по себе еще не может
служить основанием для сколько-нибудь удовлетворительной регуляции содержания глюкозы в кровв. Например, мембрана или мембраны, разделяющие указанные ферменты в клетке, должны обладать способностью отличать глюкозоб-фосфат, образуемый в процессе глюконеогенеза (или гликогенолиза), от глюкозо-6-фосфата, образуемого в глюкокиназной реакции. Возможно также, что наряду с пространственным разобщением рассматриваемых ферментов процессы, в которых происходит образование глюкозо-6-фосфата для.
Поток крови в воротной.
венв печени ' -=>
Рис. 75. Теория «компартментализации» для объяснения механизма регуляции гликолиза и глюконеогенеза.
глюкозо-6-фосфатазы (гликогенолиз и глюконеогенез), также должны быть пространственно разобщены от процессов, в которых происходит утилизация образуемого в глюкокиназной реакции глюкозо-6-фосфата (рис. 75).
Теория «компартментализации» рассматривает степень структурной организации как необходимое условие удовлетворительного механизма контроля. Теория субстратного цикла значительно проще, однако это не означает, что она не отводит структурной организации («компартментализации») никакой роли в метаболической регуляции. Возможно, что этот фактор играет фундаментальную роль, хотя ему не обязательно принадлежит монополия в процессе регуляции. Субстратный цикл служит примером химической организации в противоположность физической организации. В случае регуляции поглощения и высвобождения глюкозы печенью преимуществом химической организации является ее большая простота.
В. РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОЛИЗА И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА В ПЕЧЕНИ И В КОРКОВОМ ВЕЩЕСТВЕ ПОЧЕК
Процесс регуляции гликолиза в печени и в корковом веществе почек не исследован настолько детально, насколько это сделано в отношении других тканей (таких, как мозг, мышцы и эритроциты). Такое кажущееся отсутствие интереса объясняется несколькими причинами. Скорость гликолиза в экспериментальных препаратах печени и коркового вещества почек находится на низком уровне, что затрудняет ее измерение. Гликолиз можно бы исследовать in vitro на уровне срезов печени или изолированной перфузируемой печени, но в обоих случаях встречаются свои трудности. В опытах -со срезами печени продукты промежуточного обмена и кофакторы быстро переходят из клеток в инкубационную среду и гликолиз в результате ингибируется из-за отсутствия кофакторов. В опытах с перфузией печени, взятой от сытого -животного, утилизация глюкозы происходит, но при этом -происходит также распад эндогенного гликогена, приводящий к образованию глюкозы, что мешает точному измерению скорости потребления глюкозы. В перфузируемой печени, извлеченной из организма голодного животного, происходит быстрое образование глюкозы (даже в отсутствие экзогенных предшественников), так что поглощение глюкозы печенью будет происходить только в присутствии очень высоких концентраций глюкозы в. среде; в таких условиях, однако, нельзя измерить скорость утилизации глюкозы. Несмотря на это, не вызывает сомнений, что как in vivo, так и in vitro ткань печени может извлекать из крови глюкозу и превращать ее в пируват и лактат [‘31]. Более того, в анаэробных условиях превращение гликогена в лактат происходит со скоростью, определяемой максимальной активностью фосфофруктокиназы в этой ткани [32].
В отличие от гликолиза процесс глюконеогенеза в этих тканях исследован детально. Однако любая удовлетворительная теория регуляции глюконеогенеза должна учитывать также процессы регуляции гликолиза.
1. ПУТЬ ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА
Путь образования глюкозы в печени и в корковом веществе почек показан на рис. 76. Многие реакции глюконеогеяе-за идентичны реакциям гликолитического пути; такие реакции всегда близки к положению равновесия, и, следовательно, скорость и направление потока глюкозных остатков могут изменяться в результате изменения концентраций субстратов
Глюкоза
' Л) ^
‘Рруктозо-в-фосфат Цитоплазма ? J
Фруктозо-1,6-дифосфат
Глицеральдегид-3- .
