Гликолиз в мозге

Интенсивность обновления богатых энергией фосфорных соединений в головном мозге очень велика. Именно этим можно объяснить, что содержание АТФ и креатинфосфата в мозговой ткани характеризуется значительным постоянством. В случае прекращения доступа кислорода мозг может просуществовать немногим более минуты за счет резерва лабильных фосфатов. Прекращение доступа кислорода даже на 10-15 с нарушает энергетику нервных клеток, что в целостном организме выражается наступлением обморочного состояния. По-видимому, при кислородном голодании мозг может очень недолго получать энергию за счет процессов гликолиза. [c.634]

Превращения глюкозы и гликогена в нервной ткани. Обмен углеводов в нервной ткани отличается, как мы видели, тем, что исходным субстратом в реакциях превращения углеводов нервной ткани является в основном глюкоза. Промежуточным продуктом окисления глюкозы является пировиноградная кислота, дальнейшие превращения которой были нами рассмотрены ранее (стр. 260). Гликолитический механизм превращения углеводов в мозгу может быть источником энергии как в аэробных, так и в анаэробных условиях, поскольку в мозгу обнаружен интенсивно протекающий не только анаэробный, но и аэробный гликолиз. [c.407]

Из тканей и органов животных и растительных организмов многие ферменты, находящиеся в плазме клеток в растворенном состоянии, легко извлекаются водой, растворами солей, очень слабыми кислотами или щелочами, водными растворами глицерина и др. Органы животных (печень, мозг, слизистая оболочка желудка и т. п.), предназначенные для получения того или иного фермента, отмывают от крови и измельчают обычно на холоду для предотвращения разрушения части ферментов другими (протеолитическими) ферментами. После измельчения ткань экстрагируют той или иной жидкостью. Таким путем можно легко получить, например из мышечной ткани, весь комплекс ферментов гликолиза (см. стр. 265). Хорошим растворителем для большинства ферментов является глицерин. Глицериновые экстракты отличаются стойкостью, представляю Г Нало подходящую для развития бактерий среду и содержат лишь небольшое количество посторонних белковых примесей. Полученные путем настаивания с измельченными органами водные или глицериновые вытяжки отделяют затем от частиц ткани фильтрованием или центрифугированием. [c.133]

Гликолитический механизм превращения углеводов в мозгу может быть источником энергии как в аэробных, так и в анаэробных условиях, поскольку в мозгу обнаружен интенсивно протекающий не только анаэробный, но и аэробный гликолиз. [c.431]

Опыты ставились на гомогенатах в 0,25 М манните или в 0,125 М КС1 из мозга крысы, сердца кролика, печени мыши и из клеток мышиной асцитной карциномы Эрлиха. Из гомогенатов изолировались митохондрии - и надосадочная жидкость — растворимая фракция (РФ). При добавлении митохондрий к РФ в среде для гликолиза наблюдалось увеличение скорости гликолиза как при смешивании элементов одинакового происхождения, так и при смешивании элементов разного происхождения. Методика исследования изложена в предыдущей статье 18]. Особенностью нашей постановки опытов явился такой состав реакционной среды, при котором адениннуклеотиды, неорганический фосфат, магний и все активаторы и стабилизаторы гликолиза добавлялись в избытке, не лимитировали скорости, и, следовательно, возрастание скорости гликолиза не могло зависеть от выделения этих веществ из митохондрий в среду. [c.108]

Скорость гликолиза РФ при разных концентрациях митохондрий мозга РФ из мозга, всюду 1 мг белка на пробу. [c.109]

Взаимосвязь гликолиза и глюконеогенеза (цикл Кори). Для координирования деятельности органов в интересах целостного организма важна координация процессов распада (гликолиз) и синтеза (глюконеогенез) углеводов. В работающих мышцах идет гликолиз — анаэробный распад глюкозы до молочной кислоты. Мышцы получают глюкозу из крови. Ткань мышцы не отдает глюкозу в кровь, поскольку нет фермента глюкозо-6-фосфатаза. Лактат из мышцы выходит в кровь и поступает в печень. В гепатоцитах идет глюконеогенез из лактата. Глюкоза поставляется в кровь, так как в печени есть фермент глюкозо-6-фосфатазы. Этот кругооборот и является циклом Кори. Для многих других органов (мозг, почки, селезенка) потребность в энергии сравнительно постоянна, и скорость распада глюкозы меняется незначительно. [c.165]

Особенности метаболизма в печени. Печень обеспечивает источниками энергии мозг, мышцы и периферические органы. Это глюкоза, кетоновые тела. Сама печень в качестве источника энергии использует кетокислоты, образующиеся при распаде аминокислот. Поэтому основное назначение гликолиза в печени — образование строительных блоков для биосинтеза жирных кислот, холестерина. [c.438]

Особенности метаболизма нервной ткани. Интенсивность обновления богатых энергией фосфорных соединений в головном мозгу очень велика, поэтому содержание АТФ и креатинфосфата в мозговой ткани характеризуется значительным постоянством. Прекращение доступа кислорода (даже на 10-15 с вследствие нарушения кровоснабжения мозга) повреждает энергетику нервных клеток. Это выражается наступлением обморочного состояния. При нормальных условиях энергетические потребности зрелого мозга обеспечиваются почти полностью за счет гликолиза. У человека (в состоянии покоя) на долю мозга приходится приблизительно 20% потребления О2, в то время как масса мозга составляет лишь 2% от массы тела. Мозг эф- [c.452]

Исследованиями Палладина, его сотрудников и других изучены в головном мозге отдельные ферменты анаэробного гликолиза. Можно считать установленным, что распад углеводов с образованием молочной кислоты (анаэробный гликолиз) в нервной системе происходит по тому же пути, как и в других тканях. В ткани головного мозга имеет место также и аэробный гликолиз (образование молочной кислоты в присутствии кислорода). Следует, однако, отметить, что энергия углеводов в основном используется в результате их аэробного распада с образованием углекислого газа и воды. [c.564]

Аэробный гликолиз может происходить во многих органах и тканях, но наибольшее значение он имеет для мозга. Мозг расходует около 10 г глюкозы в сутки, поэтому недостаток глюкозы, равно как и недостаточное поступление кислорода, проявляется прежде всего как симптомы неправильной работы ЦНС. [c.407]

Доступность материала для исследования ферментов гликолиза. В настоящее время наследственные повреждения известны почти для всех ферментов гликолиза. Этим гликолиз выделяется среди прочих путей метаболизма, для которых далеко не всегда известно, существуют ли наследуемые дефекты, затрагивающие хотя бы некоторые из ферментов. Проще всего можно объяснить этот факт тем, что необходимую для исследований кровь больных сравнительно легко получить анализ венозной крови больных, находящихся в стационаре, вполне доступен в отличие, например, от соскоба кожи, не говоря уже о биопсии мозга. Кроме того, эритроциты-это высокоспециализированные клетки, поэтому в них функционируют далеко не все ферментативные системы, имеющиеся в других клетках. Таким образом, количество реакций, которые могут быть нарушены, относительно невелико. Это значительно облегчает анализ. [c.17]

Эти данные позволяют считать, что глюкоза является основным субстратом окисления в головном мозге. Определение дыхательного коэффициента полностью подтверждает такое предположение. Действительно, по данным Г.Мак-Ильвейна, для головного мозга взрослого человека артериовенозная разница по кислороду равна 6,7 0,8 мл О2/ЮО мл протекающей крови, а по диоксиду углерода — 6,6 0,8 мл СО2/1ОО мл крови. Другими словами, количество потребляемого мозгом О2 практически эквивалентно количеству вьщеляемого им СО2 дыхательный коэффициент близок к единице по расчетам Г.Мак-Ильвейна, он составляет 0,99 0,03. Это говорит о том, что преимущественным путем метаболизма глюкозы в головном мозге является ее окисление в реакциях аэробного гликолиза, сопряженных с реакциями цикла трикарбоновых кислот. [c.147]

Расчеты, проведенные на основании многочисленных экспериментов с глюкозой, содержащей в различных положениях углеродной цепи, показывают, что около 85-90% глюкозы, потребляемой мозгом взрослого животного, полностью окисляется до СО2 и Н2О около 5% расходуется в реакциях гликолиза с образованием молочной кислоты и лишь 5-7% использует- [c.147]

Пути утилизации глюкозы в мозге гликолиз и механизмы, контролирующие его скорость [c.152]

Активность гексокиназы мозга относительно невелика, особенно по сравнению с активностью других ферментов гликолиза в среднем она составляет 350-450 мкмоль субстрата-г -ч . Эта величина в 5-10 раз превышает среднюю скорость поступления глюкозы в мозг. Более того, при сопоставлении активности фермента в различных тканях максимальные величины получены рядом авторов именно в экспериментах с головным мозгом. [c.154]

Соотношение путей метаболизма глюкозе-6-фосфата в мозге. Как известно, глюкозо-6-фосфат, образующийся в гексокиназ-ной реакции, может быть использован в качестве исходного субстрата в нескольких метаболических путях (схема 5.2) гликолиз, пентозофосфатный путь (ПФП), синтез гликогена и др. Интенсивность использования его в той или иной последовательности реакций определяется соотношением активностей ферментов, конкурирующих за глюкозо-6-фосфат. [c.156]

Двойной контроль над активностью важнейших энзимов гликолиза со стороны компонентов энергетического обмена является характерной особенностью головного мозга. Наличие синхронной регуляции одним и тем же фактором активности двух ведущих ферментов гликолитической цепи позволяет быстро и эффективно изменять скорость окисления глюкозы в клетках головного мозга в зависимости от изменений энергетического баланса. [c.160]

Конечные этапы гликолиза в головном мозге. Реакции, следующие за образованием фруктозо-1,6-дифосфата, в головном мозге катализируются ферментами, активность которых достаточно высока (см. схему 5.1) и в 5-10 раз превышает активность гексокиназы и фосфофруктокиназы. Поэтому ни скорость рас- [c.160]

Альтернативным гликолизу окислительным путем катаболизма гексоз является пентозомонофосфатный, или пентозный путь. Поскольку при этом глюкозо-6-фосфат выключается из метаболического превращения по пути гликолиза, его также называют гексозомонофосфатньш шунтом. Пентозный путь широко распространен в природе (животные, бактерии, растения). В организме человека активность этого пути высока в клетках лактирующей молочной железы, жировой ткани, зрелых эритроцитах низкий уровень этого процесса выявлен в печени (5—10%), скелетных и сердечной мышцах (5%), мозге (10%), щитовидной железе (15%), легких (15%). [c.254]

Хроническое отравление. Животные. Ингаляция крысами и кроликами 100—200 мг/м более 20—30 дней по несколько часов вызывает выраженный эритроцитоз, ретикулоцитоз, увеличение гематокрита и содержания гемоглобина, снижаются гемолитическая стойкость эритроцитов, каталазная активность крови, количество тромбоцитов, усиливается гликолиз, нарушаются структура и функция полового аппарата крыс-самцов, развиваются гипертрофия и гиперфункция коркового слоя надпочечников и щитовидной железы. Нарушается обмен биогенных аминов в мозгу кардиомегалия выражена преимущественно гипертрофией правого желудочка сердца, при этом увеличи- [c.315]

Глюкоза используется мозгом в ходе гликолиза и в цикле лимонной кислоты распад глюкозы обеспечивает почти весь запас АТР мозга. За счет энергии АТР нервные клетки (нейроны) поддерживают электрический потенциал на плазматической мембране и, в частности, на мембране, окружающей их длинные отростки-аксоны и дендршпы, образующие линии передач в нервной системе. Передача нервных импульсов вдоль нейронов происходит посредством волнообразного изменения электрических свойств мембраны, т. е. так называемого потенциала действия. Ка , К " -АТРаза плазматической мембраны (разд. 14.16) нуждается в постоянном притоке энергии АТР для накачивания ионов К внутрь аксонов и выведения ионов Ка из аксонов (рис. 24-14). За счет энергии гидролиза одной молекулы АТР три иона N3 [c.759]

В свободном вид( D-Г. содержится в плодах, цветах п др. органах ра тсний, а также в животных тканях (в крови, мозгу и др.). D-Г. является важнейшим источником энергии в организме животных и микроорганизмов (см. Гликолиз). Как и др. моносахариды, D-Г. образует неск. форм. Кристаллич. D-Г. получена в двух формах a-D-Г. ([) и -D-Г. (И). a-D-Г., т. пл. 140°, [а о = + 112,2° (в воде), кристаллизуется из воды в внде моногидрага с т. пл. 83°. -D-Г. получают кристаллизацией D-Г. пз пиридина и нек-рых др. растворителей, т. пл. 148—150°, [ад]=Ч-18,9° (в воде). В вод- [c.489]

Так как у представителей Ме1агоа большинство тканей и клеток не находится в прямом контакте с внешней средой, потребность их в кислороде может быть удовлетворена только с помощью особых систем для доставки Ог. Используемые для этой цели средства весьма различны — от простой диффузии до специальных систем кровообращения, незамкнутых (с низким давлением) у беспозвоночных и замкнутых (с высоким давлением) у позвоночных. В этой главе для нас будет существенна одна из слабых сторон системы доставки Ог у позвоночных в разнообразных стрессовых ситуациях (в период интенсивной мышечной работы, связанной с нырянием, полетом, бегом или плаванием) эта система не может удовлетворить суммарную потребность всех тканей в кислороде. У позвоночных выходом из положения служит регуляция кровотока, благоприятствующая определенным органам, прежде всего сердцу и головному мозгу, за счет периферических тканей вообще и белых скелетных мышц в особенности. В связи с этим мышцы позвоночных обладают крайне высокой способностью поддерживать свою работу с помон ью анаэробного гликолиза. [c.45]

В этой главе мы уделяли наибольшее внимание тем стратегическим хмеханизмам, с помощью которых различные организмы разрешали проблему нехватки кислорода. С эвристической целью мы выделили 1) компенсаторную стратегию, требующую возврата к аэробиозу, и 2) эксплуатативную стратегию, не требующую возврата к аэробиозу и поэтому дающую возможность более полно использовать бескислородные местообитания. Третье возможное решение проблемы состоит в том, чтобы просто избежать ее. Для этой цели могут служить разнообразные формы поведения, которые нам здесь нет надобности рассматривать. На биохимическом и физиологическом уровнях возможен лишь один путь предотвраш,ения нехватки 0 — появление систем доставки кислорода, достаточно эффективных для поддержания баланса даже при крайне высокой потребности в Ог. Как мы уже упоминали, у позвоночных эта задача решается в отношении некоторых тканей ( красных мышц, сердца, головного мозга) путем регуляции кровотока, особо благоприятствующей снабжению их кислородом. Эти ткани, однако, обладают способностью к гликолизу, позволяющей им переносить кратковременную аноксию. Головной мозг млекопитающих, например, выдерживает аноксию в течение нескольких минут. [c.83]

ГЛЮКОЗА eHijOs, мол. в. 180,16— моносахарид, одна из восьми изомерных альдогексоз. Г. в виде D-формы (декстроза, виноградный сахар) является самым распространенным углеводом. D-Г. (обычно ее называют просто Г.) встречается в свободном виде и в виде олигосахаридов (тростниковый сахар, молочный сахар), полисахаридов (крах.нал, гликоген, целлюлоза, декстран), гликозидов и др. производных. В свободно виде D-Г. содержится в плодах, цветах и др. органах растений, а также в животных тканях (в крови, мозгу и др.). D-r. является важнейшим источником энергии в организме животных и микроорганизмов (см. Гликолиз). Как и др. моносахариды, D-Г. образует носк. форм. Кристаллич. D-Г. получена в двух формах a-D-Г. (I) и -D-Г. (II). a-D-Г., т. пл. 146°, fa д = -М 12,2° (в воде), кристаллизуется из воды в виде моногидрата с т. пл. 83°. -D-Г. получают кристаллизацией D-Г. из пиридина и нек-рых др. растворителей,т.пл. 148—150°, [ад]=- -18,9° (в воде), В вод- [c.489]

Многие микроорганизмы, подобно тканям растений, используют аспарагин и глютамин для своего роста более активно, чем любые другие соединения. У животных синтез глютамина играет во многих отношениях сходную физиологическую роль. Глютамин легко синтезируется из аммиака и глютаминовой кислоты в активно гликозирующих (сетчатке, оболочки глаза) или дышащих клетках (почки, мозг, печень и т. д.). Гликолиз и дыхание доставляют энергию для эндотермического процесса образования амидной связи глютамина, который происходит ферментативно при участии АТФ. В последние годы было показано, что мышечные белки также обладают способностью связывать аммиак. Это происходит путем амидирования свободных карбоксильных групп белков. мышц, и в первую очередь миозина. [c.258]

Образующаяся глюкозофосфорная кислота, с одной стороны, подвергается в ткани мозга гликолизу, с другой,- - она может быть использована для синтеза гликогена. В углеводном обмене мозга, надо полагать, роль фосфорилазы заключается, главным образом, в осуществлении синтеза гликогена, Значение сиитеза гликогена в головном мозге убедительно доказано исследованиями М. И. Прохоровой с нрименени( м глюкозы, меченной радио- [c.563]

На важную роль 6-фосфофруктокиназы в сборке комплекса ферментов гликолиза на биологических мембранах указывает также, по нашему мнению, факт довольно прочного связывания этого фермента с наружной мембраной митохондрий мозга быка [29] и митохондрий реснитчатых простейших Tetrahyme-па pyriformis [32, 63], с клеточной мембраной Е. соН [35, 55] и с мембранными фракциями в нервной ткани [25, 48]. [c.180]

Для того чтобы понять, каким образом в головном мозге обеспечивается высокий уровень энергетического обмена, за счет чего глюкоза используется почти полностью именно в реакциях окисления и для обеспечения энергетических потребностей ткани, а не в других метаболических процессах, необходимо более детально рассмотреть вопросы регуляции скоростей основных путей окисления — гликолиза и цикла фикарбоновьсх кислот. [c.151]

Представление о количественном соотношении промежуточных компонентов гликолиза дают следующие средние результаты определения уровня метаболитов (мкмоль г" сырой массы) в головном мозге крыс ( B.Siesjo, 1978) [c.152]

Схема 5.1. Последовательность реакций гликолиза (по В.К 51е5]0у 1978 F.LeongSai et а1, 1981) в скобках на схеме приведены средние значения активности ферментов в головном мозге белых крыс (мкмоль г Ч ) [c.153]

Гексокиназная реакция является доминирующим путем пополнения пула метаболитов гликолиза в мозге, поскольку, как уже упоминалось, глюкоза представляет собой основной энергетический субстрат в этой ткани. Окисление иных энергетических субстратов и ввод компонентов в гликолитическую цепь через другие реакции (фосфотриозы и др.) в нервной ткани не имеет существенного значения. Все это позволяет рассматривать гексокиназную реакцию как первый пункт контроля над скоростью энергетического обмена в головном мозге. Лишь в экстремальных ситуациях — при резкой гипогликемии или в условиях чрезвычайно интенсивного гликолиза при кислородной недостаточности — лимитируюишм этапом может стать транспорт глюкозы через ГЭБ. [c.154]

В мозге интактных животных гексокиназа находится преимущественно в ингибированном состоянии. Исследования, выполненные in vivo, показали резкое повышение количества связанного фермента при усилении гликолиза и, напротив, возрастание доли солюбилизированной гексокиназы при снижении скорости гликолиза в условиях анестезии. [c.155]

Преимущественное использование глюкозо-б-фосфата в реакциях гликолиза является характерной-нертой энергетического метаболизма оно обусловлено значительным превышением активности фосфогексоизомеразы и фос фофруктокиназы над активностью других ферментов, конкурирующих за общий субстрат. Относительная роль минорных цугей метаболизма глюкозо-б-фосфата заметно меняется в мозге х возрастом животного, прежде всего это относится к пентозофосфатному пути (ПФП). [c.157]

Как известно, основным источником цитрата в мозге служит ацетил-КоА, образующейся при окислительном декарбоксилировании пирувата. В то же время в других тканях (например в печени) значительные количества ацетил-КоА для синтеза цитрата образуются при окислении жирньгх кислот, т.е. имеет место конкуренция между гликолизом и липолизом. Кроме того, в головном мозге взрослых животных лимонная кислота быстро окисляется в том же ком-партменте, где синтезируется, - в митохондриях, в силу чего концентрация этого метаболита в цитоплазме обычно не достигает значений, близких к фосфофруктокиназы. Например, в головном мозге крыс расчетные концентрации цитрата составляют (3-5)-10 М значение — (1-3)10 М. В печени, сердечной мышце и других ингибирование фосфофруктокиназы цитратом играет больщую роль и служит одним из надежных механизмов переключения от преир ущественного окисления углеводов к окислению жирных кислот и наоборот. [c.160]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология