Аэробное окисление глюкозы. Пентозофосфатный цикл. Патология углеводного обмена.

Аэробное окисление глюкозы – сложный ферментативный процесс при достаточном поступлении О₂ до СО₂ и Н₂О с образованием энергии 38 АТФ.

С₆Н₁₂О₆ + СО₂ 6СО₂ + 6Н₂О + 38 АТФ

Этот путь является основным в образовании энергии для организма. Распад углеводов в аэробных условиях может быть непрямым – дихотомическим и прямым – апотомическим.

Рассмотрим дихотомический распад углеводов. Он состоит из 4-х этапов:

1. Распад глюкозы до ПВК, который заканчивается образованием двух молекул ПВК и образованием 8 молекул АТФ – 2 молекулы за счет субстратного фосфорилирования и 6 молекул за счет окислительного фосфорилирования;

Таблица 1. Дихотомический распад углеводов.

2. Окислительное декарбоксилирование ПВК с образованием двух молекул ацетил-КоА и 6 молекул АТФ за счет двух молекул НАДН⁺+ Н⁺

СН₃ СН₃

2 С О ^{- СО}₂ 2 С О + 6 АТФ

СООН SКоА

Это сложный многоступенчатый процесс, в котором участвует 3 фермента и 5 коферментов (ТПФ, ЛК, НАД, ФАД, КоА).

3. Далее ацетил КоА сгорает в ЦТК

Таблица 2.Цикл трикарбоновых кислот (цикл Кребса).

Ацетил КоА является промежуточным продуктом не только углеводов, но жиров и белков. Поэтому рассматриваемый механизм имеет универсальное значение, обеспечивая окисление самых разнообразных субстратов тканевого дыхания.

В этом цикле освобождается основная масса энергии – 24 АТФ.

Итого:

· 8 АТФ на первом этапе;

· 6 АТФ на втором этапе;

· 24 АТФ в ЦТК.

Следовательно – 38 АТФ – общий выход за счет субстратного и в основном окислительного фосфорилирования.

Аэробное окисление энергетически более выгодное чем, анаэробное (гликолиз) – 2 АТФ. Значение аэробного окисления заключается еще и в том, что некоторые промежуточные продукты цикла такие, как α - кетоглутаровая кислота, сукцинил КоА (метионин, валин), ЩУК могут использоваться как источники аминокислот. Многие из этих реакций обратимы и служат для образования из аминокислот промежуточных продуктов ЦТК.

Анаболические функции ЦТК:

а) ацетил КоА – предшественник жирных кислот, холестерина, стероидных гормонов (кортикостероидов, половых), витамина Д₃;

б) сукцинил КоА – предшественник гема в гемоглобине цитохромов;

в) ЩУК с одной стороны предшественник углеводов ПВК, а ПВК

аланин.