Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
Рис. 69. Анатомические взаимоотношения между печенью, воротной веной
печени я кишечником.'
ция в крови должна регулироваться. Так как большинство животных питается не непрерывно, а процесс пищеварения заканчивается довольно быстро, то сразу же после принятия пищи в воротную вену печени, могут поступать большие количества глюкозы, и ее концентрация в этом участке кровеносной системы может достигать 10 мМ и более. Однако если концентрация глюкозы в периферической крови становится выше 10 мМ, что превышает пороговую концентрацию для реабсорбции в почках, то некоторая часть глюкозы выводится с мочой. Печень обладает способностью к удалению больших количеств глюкозы из крови воротной вены, когда концентрация глюкозы превышает нормальный уровень (около 5 мМ). Механизм, с помощью которого осуществляется удаление глюкозы из крови, связан с активностью фермента глюкокиназы, катализирующей фосфор ил ирование глюкозы
в глюкозо-6-фосфат. Этот фермент сходен с гексокиназой, но ло своим свойствам он особенно хорошо приспособлен для регуляции поглощения глюкозы печенью в ответ на изменения ее концентрации в крови (см. разд. Б.1 для подробного обсуждения).
а) Метаболизм глюкозы в печени
Существует по крайней мере четыре пути, по которым может пойти утилизация глюкозо-6-фосфата, образовавшегося лутем фосфорилирования глюкозы: синтез гликогена, глико-
Гликогвн
Глюкозилтрансфераза
Гкюксзп-6-фпсфагпаза
Тлюкозл 4 —
Пул
гексозомонофос-фатов
_______________• Пентозо-
Открзо-вфоофат — ^ фосфаты
дегидрогеназа
Фосфофруктокиназа
t
Пируват
Рис. 70. Глаиные пути превращения гексозомонофосфатов в печени.
лиз, пентозофосфатный путь и гидролиз, приводящий к образованию глюкозы (рис. 70). Предпринимались попытки количественно измерить (с помощью избирательно меченной 14С-глюкозы) относительные скорости перечисленных путей использования глюкозо-6-фосфата в различных условиях, однако результаты таких экспериментов трудно интерпретировать из-за сложности и взаимосвязанности отдельных путей [1]. Тем яе менее можно дать качественную оценку значениям скоростей этих различных путей превращения глюко-зо-6-фосфата.
1. Синтез гликогена. Путь синтеза гликогена и его регуляция в печени в основном аналогичны соответствующим метаболическим путям в мышечной ткани (см. гл. 4). Функция гликогена печени состоит ,в том, что он обеспечивает временный резерв углеводов для поддержания необходимой концентрации глюкозы в крови в тех случаях, когда содержание
глюкозы резко уменьшается (например, при недостаточном поступлении углеводов с пищей). У животных, которые питаются не непрерывно, этот резерв должен играть важную роль в промежутках между приемами пищи, у человека — в период ночного «голодания», а у крыс — при «голодании» в. светлое время суток. У крыс запасы гликогена на протяжении светового дня истощаются приблизительно на 75%, и эти запасы должны быть полностью восстановлены за счет приема пищи в ночное время; рассчитанное значение скорости пополнения запасов гликогена в ночной период должно составлять около 0,5 мкмоль остатков глюкозы в расчете на 1 г печени в 1 мин [2]. Близкое значение скорости синтеза гликогена было получено в опытах с изолированной перфузируемой печенью крысы только при условии, если животное, печень которого исследовали, было предварительно накормлено [3]. Скорость синтеза гликогена в перфузируемой печени голодавших крыс находится на низком уровне, что может быть связано не только с переходом глюкозилтрансферазы в неактивную форму D (из-за низкой концентрации инсулина в крови), но также и с уменьшением концентрации фермента. Так, после скармливания глюкозы крысам, голодавшим до этого на протяжении 48 ч, наблюдается некоторая (около 2 ч) задержка синтеза гликогена, которая, возможно, объясняется тем, что в первые 2 ч после начала кормления происходит синтез нового фермента [4]. Тем не менее в течение указанного 2-часового периода происходит поглощение глюкозы воротной вены печенью, и, следовательно, поступающая в печень глюкоза должна распадаться или в ходе пентозофосфатного пути, или в процессе гликолиза.
2. Гликолиз. Согласно общим представлениям, основная роль гликолиза в печени сводится к запасанию предшественников для процессов биосинтеза и в меньшей степени к образованию пирувата для окислительных процессов. Важным! биосинтетическим путем в печени является образование жирных кислот (и, следовательно, триглицеридов) из глюкозы. Путь биосинтеза триглицеридов и его регуляция .в печени и жировой ткани, по-видимому, аналогичны (см. гл. 5, разд.
А. 1 ,:б). Однако триглицериды, синтезированные в печени, не-образуют в ней «постоянного» депо, а секретируются в кровь в форме липопротеидов очень низкой плотности и транспортируются в жировую ткань для более «постоянного» хранения. У высших животных жировая ткань и печень — две наиболее важные ткани, в которых происходит синтез триглицеридов йз глюкозы, однако вопрос о том, каков количественный вклад каждой из этих тканей в общий синтез триглицеридов, все еще дебатируется. Вероятно, распределение системы син-
