Метаболизм глюкозы в клетке
Наличие глюкозы в клетке обеспечивается, в первую очередь, проникновением ее из крови.
Содержание
Глюкоза имеет широкие возможности
Активация глюкозы
После перемещения через мембраны глюкоза в цитозоле немедленно фосфорилируется ферментом гексокиназой, в связи с чем ее образно называют «ловушка глюкозы». Фосфорилирование глюкозы решает несколько задач:
- фосфатный эфир глюкозы не в состоянии выйти из клетки, так как молекула отрицательно заряжена и отталкивается от фосфолипидной поверхности мембраны;
- наличие заряженной группы обеспечивает правильную ориентацию молекулы в активном центре фермента;
- уменьшается концентрация свободной (нефосфорилированной) глюкозы, что способствует диффузии новых молекул из крови.
Дефосфорилирование глюкозы осуществляется глюкозо-6-фосфатазой. Этот фермент есть только в печени и почках. В эпителии канальцев почек работа фермента связана с реабсорбцией глюкозы. В гепатоцитах фермент необходим, когда печень поддерживает гомеостаз глюкозы в крови.
Также почти все клетки имеют запасы гликогена, который используется как внутриклеточный резерв глюкозы. Печеночные клетки и почки обладают способностью синтезировать глюкозу из неуглеводных компонентов (глюконеогенез).
Судьба глюкозы
После активации (фосфорилирования) глюкоза в зависимости от условий и вида клетки превращается по различным направлениям:
- часть глюкозы обязательно используется в энергетическом обмене, она сгорает в реакциях катаболизма для синтеза АТФ;
- при достаточно большом количестве в клетке глюкоза запасается в виде гликогена, к синтезу гликогена способны большинство тканей;
- в гепатоцитах (при высокой концентрации) и в адипоцитах глюкоза перенаправляется на синтез триацилглицеролов и в печени на синтез холестерола;
- при определенных условиях часть глюкозы идет в реакции пентозофосфатного пути, в котором образуются рибозо-5-фосфат и НАДФН;
- некоторая доля глюкозы используется для синтеза гликозаминов и далее структурных или иных гетерополисахаридов.