Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
Шч© 9mssfr 9^
X X
Оксалоацетат Пируват .Пируват
Цитоплазма
/
/
\адф\
уЬксалоацетат '©
' I \ + I
Митохондрия
Цитрат
Рас. 81. Регуляция гликолиза и глюкоиеогелеза «эиергетическим статусом»
клетки.
Труднее найти и сформулировать удовлетворительную теорию регуляции ферментов, контролирующих в этих условиях взаимопревращения пирувата и фосфоенолпирувата. Вполне возможно, что при аноксии или ишемии стимуляция пируваткиназы обусловлена увеличением концентрации фрук-тозодифосфата и умёньшением концентрации АТФ. Возможно также, что увеличение внутримитохондриальной концентрации АДФ будет ингибировать активность пируваткар-боксилазы (рис. 81).
В то время как влияние аноксии и ишемии на скорость гликолиза в печени исследовано довольно детально, влияние этих условий на глюконеогенез, по-видимому, не изучалось.
Глюконеогенез в срезах коры почек из глицерина или диокси-ацетона очень быстро ингибируется при добавлении цианида [41].
6. РЕГУЛЯЦИЯ ГЛИКОЛИЗА И ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА ОКИСЛЕНИЕМ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
Стимуляция глюконеогенеза соединениями, которые сами по себе не являются предшественниками' глюкозы,' была впервые обнаружена в 1965 г. [42], когда было установлено, что в срезах коры почек ацетоацетат увеличивает скорость образования глюкозы из лактата и других предшественников. После этого было обнаружено, что жирные кислоты или кетоновые тела уменьшают скорость поглощения глюкозы срезами коры почек (табл. 40). Подобно этому, в опытах с перфузируемой печенью многоатомные жирные кислоты увеличивали скорость глюконеогенеза из лактата и других предшественников (табл. 41), причем специфические-ингибиторы
Таблица 41
Влияние олеиновой кислоты на глюконеогенез и содержание продуктов промежуточного обмена в перфузируемой печен» в присутствии и в отсутствие ( + )-деканоилкарннтнна1
Время перфузии, мни Скорость образования, глюкозы, мкмоль на 100 г веса-крысы
контроль олеат олеат + декаиоклкариитнк?
0 0 0 0
15 20 60 10
30 40 120 30
45 60 170 50
Содержание в печени, мкмоль/г сухого веса печени
АТФ АМФ цитрат ацетил- КоА
Контроль 9,54 0,47 3,32 0,12
Олеат 6,73 1,13 8,04 0,21
Олеат+дек аноил- 8,52 0,74 3,05 0,13
карнитин
1 Глюконеогенез измеряли по образованию глюкозы из лактата, концентрацию' которого поддерживали постоянной (8—12 мМ) с помощью непрерывной ннфузии.
( + )-Декаианлкарни-пни является ингибитором окисления жирных кислот; ири добавлении к контрелю он ае оказывает действия на скорость образования глюкозы (или на содержание продуктов промежуточного обмена) f38].
Плазма
Тлюкоза
f
Глюкоза
L
I©
Ткюкозо-6-(рос(рат
Цитоплазма
Фн, AM Ф^ 0 Фруктозо-Ацил-КоА '¦-*/ 6~Ф ъ
^ j / дтф^^Рруктозо-ФФ
/Малонил-КоА . if / ^ Фосфовнолпируеат
\
| Цитрат]----уАцетил-КоА Оксалоацетат
Митохондрия
\Цитрат\
лг
Изоцитрат
Сукцинат !
Кетоглутарат
Рис, 82. Регуляция гликолиза, глюконеогенеза я синтеза жирных кислот в печени и коре почек цитратом и ацетил-КоА.
окисления жирных кислот снимали этот эффект [38]. Данные о влиянии жирных кислот на глюконеогенез в перфузируемой печени были подвергнуты критике на том основании, что используемые концентрации жирных кислот значительно превышали их концентрации in vivo. Специально проведенные эксперименты показали, что физиологические концентрации жирных кислот, не оказывают стимулирующего действия [43]. Критика, таким образом, оказалась справедливой, но все же не возникает сомнений, что высокие концентрации жирных кислот с длинной цепью стимулируют глюконеогенез в перфузируемой печени и это явление может быть использовано
в качестве очень денного экспериментального подхода дл5Р изучения регуляции этого процесса.
При окислении жирных кислот в печени и при окислении жирных кислот или кетоновых тел в срезах коры почек содержание ацетил-КоА и цитрата увеличивается. Таким образом, стимуляцию глюконеогенеза в этих двух тканях можно-объяснить с помощью теории регуляции гликолиза в мышечной ткани (гл. 3, разд. Г.5). Та же теория может быть, конечно, использована для объяснения ингибирования гликолиза в срезах коры почек окислением жирных кислот-(табл. 40)'. Возросшая внутриклеточная концентрация аце-т-ил-КоА приведет к снижению скорости окисления пирувата (пируватдегидрогеназа ингибирована) и увеличит скорость, карбоксилирования пирувата до оксалоацетата (пируваткар-боксилаза стимулируется) [44] . Повышение внутриклеточной' концентрации цитрата приведет к ингибированию фосфофруктокиназы и к снижению гликолитического потока. Если/ предположить существование субстратного цикла между фруктозо-6-фосфатом и фруктозодифосфатом (катализируемого одновременно фруктозодифосфатазой и фосфофруктоки-назой), то ^ингибирование фосфофруктокиназы может привести к увеличению скорости гидролиза фруктозодифосфата и к; стимуляции глюконеогенеза (рис. 82) [41, 45]. (Подробное-обсуждение возможного функционирования такого субстратного цикла приведено ниже.)
