Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
зы по обе стороны клеточной мембраны не изменялся, действие инсулина объяснялось, по-видимому, стимуляцией транспортного процесса.
Первые данные о действии инсулина на мембранный транспорт в мышечной ткани, насколько известно, получили Левин и сотр. [12]. Они обнаружили, что у эвисцерированных — не-фроктомированных — собак в отсутствие инсулина распределение D-галактозы ограничивалось объемом внеклеточного пространства, однако при введении животным инсулина D-галак-тоза распределялась в пространстве, объем которого превышал объем внеклеточного пространства (т. е. составлял сумму объемов вне- и внутриклеточного пространства). Так как в этих условиях галактоза практически не метаболизирует, исследователи пришли к выводу, что инсулин специфически активировал процесс транспорта, и предположили, что инсулин должен оказывать такое же влияние на транспорт глюкозы. После опубликования этих экспериментов стали накапливаться и другие веские доводы в пользу данной теории [13, 14].
3. ГЕКСОКИНАЗНАЯ РЕАКЦИЯ
Гексокиназу можно считать регуляторным ферментом в том случае, если скорость фосфорилирования глюкозы будет меняться в направлении, противоположном изменению концентрации субстрата (внутриклеточной глюкозы). На практике, однако, определение таких взаимоотношений затруднено из-за проблем, возникающих в связи с точным измерением внутриклеточной концентрации глюкозы. Присутствие инсулина и высоких концентраций глюкозы (5—10 мМ) в перфузионной среде активирует транспорт глюкозы в перфузируемом сердце крысы так, что активность гексокиназы лимитирует утилизацию глюкозы и она накапливается во внутриклеточном пространстве. В таких условиях концентрацию внутриклеточной глюкозы можно измерить достаточно точно. При активации гликолиза (и, следовательно, при увеличении скорости фосфо-рилирования глюкозы) добавлением дыхательных ядов или разобщающих агентов, а также при анаэробиозе, внутриклеточное содержание глюкозы значительно уменьшается (по сравнению с контролем) [5]. С другой стороны, окисление отличных от глюкозы субстратов (жирные кислоты, кетоновые тела или пируват) снижает скорость гликолиза, и содержание внутриклеточной глюкозы увеличивается [6]. Следовательно, можно показать, что в этой ткани в определенных условиях гексокииаза является регуляторным ферментом. В скелетной мышце внутриклеточное содержание глюкозы столь мало, что не поддается экспериментальному определению (даже в при-
сутствии инсулина), поэтому нет оснований считать, что гек-сокиназа является регуляторным ферментом (в соответствии со вторым определением).
4. ФОСФОФРУ КТ О КИНАЗ НАЯ РЕАКЦИЯ
Можно показать, что фосфофруктокиназа является регуляторным ферментом, если скорость фосфорилирования фрукто-зо-6-фосфата увеличивается в условиях, когда концентрация фруктозо-6-фосфата уменьшается, и наоборот: В перфузируе-мом сердце и в изолированной диафрагме крысы (а также в мозге) стимуляция гликолиза дыхательными ядами или при аноксии сопровождается уменьшением содержания фруктозо-6-фосфата в ткани [14]. Напротив, окисление отличных от глюкозы субстратов (жирных кислот, кетоновых тел или пирувата) в перфузированном сердце или в препаратах диафрагмы снижает скорость гликолиза (и, следовательно, фосфорилирования фруктозо-6-фосфата), а содержание фруктозо-6-фосфата при этом увеличивается [14]. В экспериментах с синей, мухой показано, что начало полета стимулирует гликолиз в летательных мышцах почти в 100 раз, а содержание фруктозо-6-фосфата при этом падает [15]. Таким образом, существует достаточно много данных, свидетельствующих о том, что в гли-колитическом пути в мышцах фосфофруктокиназа служит регуляторным ферментом. Также дело обстоит и с фосфофрук-токиназой других тканей (в частности, мозга [16, 17]).
При электрической стимуляции гликолиза в препарате скелетной мышцы (например, в портняжной мышце лягушки) содержание фруктозо-6-фосфата и других гексозомонофосфа-тов в ткани увеличивается [18]. Объясняется это, по-видимому,. тем, что фосфорилаза активируется при электрической стимуляции в большей степени, чем фосфофруктокиназа. Но это отнюдь не означает, что фосфофруктокиназа является регуляторным ферментом, поскольку увеличение активности фосфо-фруктокиназы может быть обусловлено увеличением концентрации фруктозо-6-фосфата. Однако было показано, что обработка такого мышечного препарата адреналином, который увеличивает фосфорилазную активность (см. гл. 4) и содержание фруктозо-6-фосфата до более высокого, чем при электрической стимуляции, уровня, вызывает незначительное увеличение гликолитического потока (измерено по образованию лактата) [19]. Таким образом, в опытах с электрической стимуляцией возрастание активности фосфофруктокиназы было, по-видимому, обусловлено действием факторов, отличных от концентрации фруктозо-6-фосфата.
5. ПИРУВАТКИНАЗНАЯ РЕАКЦИЯ
Хотя пируваткиназа, по всей вероятности, катализирует неравновесную реакцию в мышцах и других тканях, ни в одной из тканей (кроме срезов коры мозга) не удалось обнаружить регуляторной роли пируваткиназы. (Стимуляция гликолиза различными агентами — цианидом, глутаматом, ионами К+ — приводит к снижению содержания фосфоенолпирувата в тканях г”
