Поступление углеводов в клетки

Всасываясь в кишечнике, глюкоза, фруктоза и галактоза поступают с кровью воротной вены в печень, где большая часть моносахаридов задерживается и подвергается преобразований несколькими путями. Меньшая часть глюкозы через общий кровоток переносится в другие органы и ткани. Установлено, что после поступления углеводной пищи около 55% глюкозы захватывается печенью, 15% – инсулинозависимыми клетками жировой ткани и скелетных мышц, 25% – инсулиннезависимый тканями (мозгом, нервами, эритроцитами, мозговой частью почек и т.д.), 5% – остается в жидкостях организма. Внутриклеточная концентрация глюкозы очень низкая, по сравнению с концентрацией в плазме крови, поэтому поступление ее в клетки тканей осуществляется по градиенту концентрации путем пассивного транспорта (процесс стимулируется инсулином) или простой диффузии (в инсулиннезависимый ткани). В клетки печени глюкоза поступает также путем диффузии, поскольку мембрана их проницаема для глюкозы.

Инсулин повышает поглощение глюкозы печенью благодаря индукции синтеза печеночного фермента глюкокиназы.
Глюкоза задерживается в клетках благодаря ее фосфорилированию в глюкозо-6-фосфата, в котором фосфатная группа ионизированная, несет отрицательный заряд. Поскольку клеточные мембраны обычно непроницаемы для заряженных молекул, глюкозо-6-фосфат не может выйти из клетки. Фруктоза и галактоза также фосфорилируются в клетках печени, но накопление фосфорилированных моносахаридов в клетках привело бы к осмотического поступления воды, набухание клеток. Поэтому глюкозо-6-фосфат превращается в нерастворимый в воде полисахарид гликоген, который служит запасной формой углеводов в организме животных и человека или подвергается катаболизма.
Фосфорилируется глюкоза в реакции с АТФ, которую катализирует фермент гексокиназа.

Эта реакция практически необратима, что обусловлено низкоэнергетических природой глюкозо-6-фосфата. В различных тканях организма есть несколько изоферментных форм гексокиназы, которые близки по своим свойствам. А специфическая форма фермента, которая называется глюкокиназы, есть только в печени, что имеет важное значение при потреблении углеводной пищи.

Гексокиназа имеет низкое значение Км, а потому высокое сродство к глюкозе. Это позволяет ей фосфорилировать глюкозу при нормальной или пониженной концентрации глюкозы в крови. Но скорость гексокиназную реакции низкая, поэтому она не может фосфорилировать большое количество глюкозы. Кроме того, активность гексокиназы тормозится продуктом реакции глюкозо-6-фосфат, поэтому скорость образования глюкозо-6-фосфата зависит от скорости его утилизации.

Глюкокиназа катализирует фосфорилирование только глюкозы с максимальной скоростью, значительно больше, чем максимальная скорость реакции с участием гексокиназы. Но Км для глюкокиназы значительно выше, поэтому при концентрации глюкозы в крови 3,33-5,55 ммоль / л активность глюкокиназы печени составляет только 10-20% от максимальной. После поступления пищи, богатой углеводами, концентрация глюкозы в крови воротной вены повышается (более 10 ммоль / л), активность глюкокиназы быстро растет, что обеспечивает фосфорилирования больших количеств глюкозы. К тому же глюкозо-6-фосфат не ингибируется глюкокиназу. Таким образом, благодаря свойствам уникального фермента глюкокиназы печень задерживает большую часть глюкозы во время пищеварения и абсорбции, не допуская значительного роста уровня глюкозы в крови. Гормон поджелудочной железы инсулин повышает активность и индуцирует синтез глюкокиназы.

Author: Олександр
Фанат своєї справи і просто крутий чувак.