Məlumat

Əzələ hüceyrələri qlikogeni necə sintez edir?

Əzələ hüceyrələri qlikogeni necə sintez edir?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Heksokinaza fermenti bütün hüceyrələrdə (əzələ hüceyrələri daxil olmaqla) mövcuddur və həddindən artıq G-6-P məhsulu ilə sıxışdırıla bilər. Beləliklə, qaraciyərdə qlükokinaza həddindən artıq G-6-P məhsuluna baxmayaraq, qlükoza üzərində hərəkət edə bilər; buna görə də o, qlikogen yarada bilir və həddindən artıq qlükoza qana geri axmasına imkan vermir. Sualım budur: niyə əzələ hüceyrələri GK əvəzinə HK olmasına baxmayaraq glikogen yarada bilir? Çünki yuxarıda dediyim kimi, HK fəaliyyəti hüceyrədaxili qlükoza səviyyəsindən asılıdır və qlükozanı hüceyrə daxilində saxlamaq üçün onu fosforlaşdıra bilməz. Beləliklə, qlükoza yenidən qan dövranına daxil olur və qlikogenin sintezinin qarşısını alır?


Sualın cavabı budur ki, qlikogen sintezi üçün əlverişli şəraitdə (məsələn, qidalanma vəziyyətində) G6P yalnız bu hüceyrələrin qlikogen saxlamaq qabiliyyətinə çatdıqda skelet əzələ hüceyrələrində toplanır. O vaxta qədər G6P dərhal G1P-ə çevrilir və Sunboyharry-nin cavabında olan reaksiyalarda glikogenə çevrilir.

Sual, qaraciyərdə qlükokinazanın rolunun səhv başa düşülməsini təklif edir, əgər əvvəlcə qaraciyər və skelet əzələlərinin qlükoza mübadiləsində rolunu aydınlaşdırsaq, daha yaxşı nəzərdən keçirilə bilər. Qaraciyərin rolu yeməkdən sonra artıq qlükozanı hüceyrədə G6P olaraq tutaraq onu həll etməkdir. Baxmayaraq ki, əvvəlcə G6P G1P-ə və dolayısı ilə glikogenə çevrilə bilər, bu, G6P-nin yeganə taleyi deyil. Sonradan yağ turşularının sintezi üçün lazım olan asetil vahidlərini və azaldıcı gücü (NADPH) təmin etmək üçün qlikoliz və pentoza fosfat şuntuna yönəldilə bilər. (Yağ turşuları trigliseridlərə çevrilir və piy toxumasına ixrac olunur.) Qanda qlükoza azaldıqda qaraciyərin rolu ondan asılı olan toxumaları (aclıqda beyin və eritrositlər, skelet əzələləri) təmin etmək üçün qlükozanı qana buraxmaqdır. əgər düşmə əzələ məşqindən qaynaqlanırsa). Skelet əzələsi, əksinə, qlükozanı mövcud olduqda glikogen kimi saxlamaq və əzələ daralmasını gücləndirmək üçün ATP ehtiyacı olduqda onu qlikoliz üçün G6P-yə çevirməklə məşğul olur.

Qlükokinaza qaraciyər tərəfindən qanda qlükoza konsentrasiyasının tənzimlənməsində əsas rol oynayır. Korniş-Bowden və Kardenası izah etmək (və bir qədər redaktə etmək) üçün: "Məməlilərin qlükozadan G6P əmələ gəlməsini kataliz etmək üçün iki növ fermenti var. Qlükokinaz [onların nomenklaturasında heksokinaza D] digər növdən [ümumiyyətlə sadəcə olaraq heksokinaza adlanır] əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənir. ]. Onun bolluğu hormonal statusla nəzərəçarpacaq dərəcədə dəyişir; yarı doyma üçün daha yüksək qlükoza konsentrasiyaları (təxminən 10 mM) tələb edir və G6P-nin fizioloji konsentrasiyalarına həssas deyil. Beləliklə, o, qan-qlükoza konsentrasiyasındakı dəyişikliklərə cavab vermək üçün yaxşı uyğunlaşdırılmışdır."

Aydınlaşdırmaq üçün, 10 mM qanda qlükoza konsentrasiyası (təxminən 5 mM) bölgəsindədir, buna görə də qlükokinaza reaksiyası qaraciyərin qəbul edib-etmədiyini müəyyən edəcək standart kütləvi şəkildə qan qlükozasının və hüceyrədaxili G6P-nin nisbi konsentrasiyalarından təsirlənəcək. qlükoza və ya onu qana buraxır. Əgər qlükokinaz heksokinaza kimi G6P tərəfindən allosterik şəkildə inhibə edilsəydi, bu işləyə bilməzdi.

İndi skelet əzələsindəki G6P və heksokinaza müraciət edək. Heksokinaza heksokinaza ilə müqayisədə qlükoza üçün daha yüksək yaxınlığa malikdir və onu effektiv şəkildə G6P-yə çevirəcəkdir. G6P daha sonra glikogen sintezi üçün G1P-yə çevrildiyi müddətdə G6P yığılmayacaq. Bununla belə, əzələnin glikogeni saxlamaq qabiliyyətinə çatdığı üçün glikogen sintezi dayandıqda, G6P konsentrasiyası artacaq və heksokinazanı söndürəcəkdir. Bu, öz növbəsində, hüceyrədaxili qlükoza yığılmasına səbəb olacaq və qlükoza əzələyə daşınmasının qarşısını alacaqdır. Bu məntiqlidir, çünki tam glikogen anbarları ilə və büzülmə ehtiyacı olmadıqda, qlükoza əzələ tərəfindən metabolizə olunmayacaq; qaraciyərin idarə etməsi üçün qanda qalacaq.

Beləliklə, G6P-nin heksokinazanın inhibəsi ilə bağlı əsas məqam və sualda aydın qarışıqlığın mənbəyi odur ki, bu, yalnız G6P hüceyrə daxilində metabolizə edilmədikdə əldə edilən konsentrasiyalarda baş verir.

İstinad və Haşiyə

Sitat üçün istinad: Cornish-Bowden, A and Cardenas, M… (1991) Trends in Biochemical Sciences 16, pp281-2. (Bu məqalə həm də qlükokinazanın kinetikasının əksər mətnlərdə deyildiyi kimi siqmoidal olduğunu və hiperbolik olmadığını və fermentin qlükoza üçün spesifik olmadığını vurğulayır. Bu məqamların heç biri buradakı arqumentə təsir etmir. Birincisi göstərir ki, mənim istinadım "Standart kütləvi hərəkət tərzində" fəaliyyət göstərən qlükokinazanın qlükoza nəzarəti sadələşdirmədir. O, qan diapazonunda qlükoza konsentrasiyasındakı dəyişikliklərə cavab verir, lakin sadə Michaelis-Menten kinetikasına malik bir fermentdən daha mürəkkəb şəkildə.)


Heksokinaza G-6-P əmələ gətirmək üçün qlükozanı kataliz edir, glikogen sintezinin yalnız ilk addımıdır və sonra G-6-P ardıcıl reaksiyanı emal etməyə davam edəcək və nəhayət glikogenə çevriləcək. Beləliklə, G-6-P meydana gəldikdən sonra reaksiya verməyə davam edəcək, bu da heksokinazanın fəaliyyətini maneə törətməyəcəkdir.


Glikogen əzələ səviyyəsi

Əzələ qlikogeni normal gündəlik fəaliyyət zamanı adi yemək sxemlərinə əməl edildiyi müddətcə əhəmiyyətli dərəcədə dəyişmir (73). Lakin aclıq ilə onun konsentrasiyası 5-6 günlük müddət ərzində tədricən azalır. Kalori olaraq adekvat, lakin praktiki olaraq CHO-suz pəhrizdə glikogen əzələlərə düşür, lakin aclıq zamanı olduğundan daha yavaş (73). Qlükoza və ya fruktoza infuziyası 6 saatlıq istirahət dövründə əzələ glikogeninin tərkibini yalnız təvazökar şəkildə artırır (73). Ancaq əvvəllər məşq edilmiş və glikogen tükənmiş əzələlərin bərpasında bu belə deyil. Dərhal bərpa dövründə qida qəbul edilmədən belə, əzələ qlikogeni həm istirahətdə, həm də aktiv bərpa zamanı azaldılmış məşq intensivliyində, ehtimal ki, sürətlənmiş qlikoneogenezdən (4) qan qlükozasından istifadə etməklə və əzələ tərəfindən gücləndirilmiş laktat qəbulundan istifadə etməklə yenidən sintez olunur (67). Bununla belə, bərpa zamanı laktatın yoxa çıxmasının oksidləşmə və qlikogenin yenidən sintezini təmsil etməsi ilə bağlı mübahisə qalmaqdadır (17, 18, 49, 67). Buna baxmayaraq, əzələ qlikogeninin tam bərpası qida qəbulunu tələb edir, çünki endogen substratların ən azı 4-5 (101) ilə 20 saat arasında (73) tam bərpasına səbəb olmadığı göstərilmişdir. Qarışıq pəhriz 24 saat (101) ilə 46 saat (118) arasında qlikogeni doldurur. Güman ki, bərpa sürətindəki bu fərq əvvəlki məşqin intensivliyindən və müddətindən və məşqin əzələ qlikogeninin nə dərəcədə tükənməsindən asılıdır. Həmçinin, müxtəlif məşq protokollarından istifadə edilən son iki tədqiqatın qlikogen bərpa sürətindəki bəzi fərqlər, hər bir məşq tərəfindən istehsal olunan qan qlükoza və insulin səviyyələrindəki fərqlərlə əlaqəli ola bilər. Piehlin uzun müddət davam edən ağır məşqi üçün qan qlükoza və insulin səviyyələri azaldı (2-4) və sağalma zamanı bir müddət aşağı qaldı, halbuki MacDougall'ın qısa fasiləli şiddətli məşqində qan qlükoza və insulin sonunda və məşqdən sonra yüksəldi. . Beləliklə, ehtimal ki, ikinci vəziyyətdə qlikogenin sürətlənmiş resintezi var və bununla da qida olmadan 2 saat ərzində əhəmiyyətli dərəcədə glikogen yığılmasına kömək edir və 3100 kkal qarışıq pəhriz istehlakı ilə tam bərpa 24 saat ərzində baş verir.

Uzun müddət davam edən məşq nəticəsində yaranan əzələ qlikogeninin tükənməsi üçün qida qəbulunun tərkibi glikogenlə zənginləşmənin həm sürətini, həm də dərəcəsini müəyyən etmək üçün vacibdir. Yağ və zülalın kalorili adekvat pəhrizi ilə glikogenin resintezi 4 gündən sonra da yavaş və natamam olur (73). Bunun əksinə olaraq, hərtərəfli məşqdən sonra bir gün oruc tutmaq, ardınca CHO qəbulu, növbəti 24 saat ərzində demək olar ki, qlikogeni bərpa edir və 2 gün ərzində glikogen ehtiyatlarının “superkompensasiyası” yaradır (73). Superkompensasiya glikogen ehtiyatlarının tükənmə məzmunundan əhəmiyyətli dərəcədə yuxarı səviyyəyə yüksəlməsi deməkdir. Bu, 3 günlük CHO qidalanma dövrünə nəzarəti üç-dörd dəfə təşkil edə bilər (16). Yorucu məşq və CHO ilə qidalanma nəticəsində yaranan qlikogenlə zənginləşmənin bu superkompozisiyası məşq olunmayan əzələlərə xasdır, onların glikogen tərkibini bir qədər artırır (16).


Glikogenin funksiyası nədir?

Glikogen insan orqanizmində qlükoza saxlama forması olan polisaxariddir. Qlükoza bütün insan orqanizminin hüceyrələrini enerji ilə təmin edən mühüm biomolekuldur. İnsanlar yedikləri qidalardan qlükoza alırlar. Qlükoza az olduqda, glikogen qlükoza mənbəyi kimi istifadə edilə bilər.

İnsanlarda glikogen qaraciyərdəki hepatositlər tərəfindən saxlanılır və istehsal olunur. Glikogenin əsas funksiyası ikinci dərəcəli uzunmüddətli enerji saxlama molekuludur. Əsas enerji saxlayan molekullar yağ hüceyrələridir. Glikogen də əzələ hüceyrələrində saxlanılır. Əzələ qlikogeni əzələ hüceyrələri tərəfindən qlükoza çevrilir. Qaraciyərdən alınan qlikogen, əsasən beyin və onurğa beynini əhatə edən mərkəzi sinir sistemi tərəfindən istifadə edilmək üçün qlükoza çevrilir.

Qaraciyərdə, insanların yediyi qidalardan qan qlükoza portal vena vasitəsilə qaraciyərə çatır. Orada insulin qaraciyər hüceyrələrini stimullaşdırır, bu da glikogen sintazasını stimullaşdırır. Bu ferment qaraciyərdə qlikogenin sintezini stimullaşdırır, buna görə də qaraciyərdə qlikogen insanların qəbul etdiyi qidalardan əmələ gəlir. Əzələ hüceyrəsi qlikogeni kimyəvi cəhətdən qaraciyər qlikogeni ilə eynidir. Bununla belə, əzələ hüceyrələri üçün dərhal qlükoza mənbəyi kimi fəaliyyət göstərir. Əzələlər yorğun olduqda, düzgün işləməyə davam etmək üçün qlikogeni qlükoza çevirə bilərlər. Ancaq bədən qidadan məhrum olmadıqda, qaraciyər qlikogeni qlükoza çevrilmir.


NƏTİCƏLƏR

Qlükoza çıxarılmasının glikogen tərkibinə və GS aktivliyinə təsiri.

İnsan miyoblastları müntəzəm olaraq fizioloji səviyyələrdə qlükoza (6,1 mmol/l) olan Ham F-10 mühitində saxlanılırdı. Bu mədəniyyət şəraitində hüceyrələr əhəmiyyətli miqdarda glikogen toplayır. Bu qlikogen ehtiyatlarını tükəndirmək üçün hüceyrələr, Ham's F-10, yəni DMEM Glu - (Ham'ın F-10 qlükoza çatışmazlığı ticarətdə mövcud deyil) ilə oxşar tərkibli qlükoza çatışmazlığı olan mühitdə artan müddətlər üçün qlükozadan məhrum edildi ( Şəkil 1). 6 saat ərzində DMEM Glu-da saxlanılan mioblastlarda qlükoza (qlükozadan məhrum olanlarda 0,54 ± 0,07 μmol qlükoza/mq zülalda qlikogen məzmunu) saxlanılan nəzarət hüceyrələri ilə müqayisədə hüceyrə qlikogen tərkibində ~50% azalma müşahidə edilmişdir. nəzarət miyoblastlarında 1,12 ± 0,06 μmol qlükoza/mq proteinə qarşı mioblastlar). Bu azalma zamandan asılı idi və əhəmiyyətli təsir 2 saatdan sonra müşahidə olunur. Bu müddət ərzində GS-nin fraksiya aktivliyi də bir qədər azaldı, 5 saatlıq qlükoza aclığından sonra nəzarət hüceyrələrində 0,032 ± 0,008-dən 0,014 ± 0,005-ə qədər azaldı.n = 7, üç fərqli fəndən). Lakin, 6 saat ərzində qlükoza olmadan inkubasiyadan sonra Hamın F-10 mühiti (6,1 mmol/l qlükoza ehtiva edən) 15 dəqiqə ərzində hüceyrələrə qaytarılıbsa, GS-nin fraksiya aktivliyində 0,390 ± 0,03-ə qədər kəskin artım müşahidə edilmişdir. (şək. 1). Stimullaşdırıcı təsirin qlükozanın bərpası ilə əlaqədar olduğunu təsdiqləmək üçün DMEM Glu-da 6 saat inkubasiya edildikdən sonra hüceyrələr 5 mmol/l qlükoza olan DMEM-ə məruz qaldı. Bu, yenidən GS-nin 0,064 ± 0,01 fraksiya aktivliyinə dramatik aktivləşməsinə səbəb oldu. DMEM-in piruvat (1 mmol/l) və qlükoza ilə əlavə edilməsi bu dəyəri daha da artıraraq 0,186 ± 0,02 (təkcə piruvat heç bir təsir göstərmədi), 5,5 mmol/l qlükoza və 1 mmol/l piruvat olan DMEM isə GS-ni 0,35-ə qədər aktivləşdirdi. ± 0,033. GS fəaliyyətindəki dəyişikliklərin əvvəlki qlükozanın çıxarılmasının nəticəsi olduğunu təsdiqləmək üçün hüceyrələr Ham's F-10 ilə müalicədən əvvəl 5 saat ərzində 5,5 mmol/l qlükoza əlavə edilmiş DMEM ilə inkubasiya edilmişdir. Hamın F-10 yenidən qəbulundan sonra GS aktivliyində heç bir artım müşahidə edilmədi (məlumatlar göstərilmir). Bu məlumatlar göstərir ki, GS-nin stimullaşdırılması əsasən qlükoza təsiri ilə bağlıdır və qlükoza xaric olunduğu üçün əvvəlki glikogenin tükənməsini tələb edir, lakin müxtəlif medianın digər komponentləri cavabın miqyasını modulyasiya edə bilər. Sonrakı təcrübələrdə, Şəkil 2 istisna olmaqla, Ham's F-10 qlükoza doldurulması üçün istifadə edilmişdir.C, burada müxtəlif miqdarlarda qlükoza təsirlərinin tədqiq edildiyi və Şəkil 5-də, burada DMEM Qlu - inhibitorlarla preinkubasiyadan sonra qlükoza əlavə edilməsi zərurəti ilə əlaqədar olaraq t = 0-da qlükoza ilə əlavə edilmişdir.

Qlükoza cavab olaraq GS fraksiya aktivliyinin artması əvvəlki qlükoza məhrumiyyətinin müddətindən asılı idi və buna görə də hüceyrələrin qlikogen məzmunu ilə tərs əlaqəli idi. Glycogen tükənməsi olmadıqda, qlükoza ilə GS-nin əhəmiyyətli dərəcədə aktivləşməsi müşahidə edilmədi (Şəkil 1). Ümumi GS aktivliyi bütün şərtlərdə mahiyyət etibarilə dəyişməz qalmışdır ki, bu da GS polipeptidinin ifadəsində dəyişikliyin iştirak etmədiyini göstərir (göstərilmir).

Glikogenlə tükənmiş mioblastlarda qlükoza ilə GS aktivləşdirilməsinin vaxt və konsentrasiyadan asılılığı.

Myoblastlar DMEM Glu-da 5 saat ərzində qlükoza tərkibli media ilə müalicədən əvvəl artan müddət ərzində inkubasiya edildi. Qlükoza müalicəsi (6,1 mmol/l) GS-nin fraksiya aktivliyində zamandan asılı olaraq sürətli artıma səbəb oldu, stimullaşdırma 2 dəqiqə ərzində müşahidə edildi və 10-15 dəqiqədən sonra maksimum fraksiya aktivliyinə ~ 0,3 çatdı (Şəkil 2).A). Qlükozanın təkrar qəbulundan 30 dəqiqə sonra GS-nin fraksiya aktivliyi azalmağa başladı, 4 saatdan sonra ~0,1-ə çatdı, lakin bundan sonra 8 saata qədər sabit qaldı (Şəkil 2).B). Eyni dövrdə hüceyrələrin qlikogen tərkibi artaraq, nəzarət hüceyrələrindəkinin ~80%-ə çatır. GS-nin stimullaşdırılması əlavə edilən qlükoza konsentrasiyasından asılı idi, 1,5 mmol/l-ə cavab olaraq əhəmiyyətli stimullaşdırıcı təsirlər müşahidə olunur (Şəkil 2).C).

İnsulin və qlükozanın GS aktivliyinə və glikogenlə tükənmiş mioblastlarda glikogen sintezinə birgə təsiri.

Sonra qlükoza oxunuşunun və insulinin qlükoza olmadıqda yetişdirilmiş hüceyrələrə birgə təsiri araşdırıldı. 5 saat ərzində qlükoza tərkibli mühitdə preinkubasiyadan sonra hüceyrələrin 15 dəqiqə ərzində 100 nmol/l insulinlə müalicəsi GS-nin fraksiya aktivliyinin 0,040 ± 0,010-dan 0,071 ± 0,023-ə qədər ~1,6 dəfə artmasına gətirib çıxardı (Şəkil 1).A). Eynilə, 5 saat ərzində qlükoza azalmış və insulin müalicəsinin 15 dəqiqəsi ərzində qlükoza yenidən qəbul edilmiş mioblastlarda GS aktivliyi insulin tərəfindən ~1,7 dəfə 0,214 ± 0,021-dən 0,337 ± 0,037-ə yüksəlmişdir. qlükoza və insulinin təsiri əlavədir və müxtəlif mexanizmlərlə fəaliyyət göstərir. Qlükozanın təkrar qəbulu olmadıqda, insulinin GS fəaliyyətinə stimullaşdırıcı təsiri glikogen tükəndikdən sonra minimal olmuşdur (məlumatlar göstərilmir).

Nəzarət kulturalarının 100 nmol/l insulinlə 1 saat ərzində müalicəsi glikogen sintezinin sürətinin ~1,9 dəfə artmasına 134,7 ± 23,45-dən 259,8 ± 31,11 pmol · dəq –1 · mq –1 zülalın artmasına gətirib çıxardı (Şəkil 3).B). 5 saat ərzində DMEM Glu --da əvvəlcədən inkubasiya edilmiş hüceyrələrə 1 saat müddətində qlükoza təkrar tətbiq edildikdən sonra qlikogen sintezinin sürəti kəskin şəkildə 944,8 ± 63,79 pmol · dəq –1 · mg –1-ə qədər artdı. Bu dəyər daha da artaraq 1,493,8 ± 110,47 pmol · dəq –1 · mq –1-ə qədər artaraq 1 saat qlükozanın qidalanması zamanı əlavə olaraq insulin mövcud olduqda, insulinin 1,6 dəfə stimullaşdırılmasını təmsil edir.

Qlükoza məhrumiyyətinin insan miyoblastlarında 2-deoksiqlükoza qəbuluna təsiri.

Artan vaxt üçün qlükozadan məhrum olan mioblastlarda 2-deoksiqlükoza qəbulunun sürətinin artması müşahidə edildi, 5 saatdan sonra 1,7 dəfəyə çatdı (şəkil 4).A). 2-deoksiqlükoza qəbulunun sürətində ən əhəmiyyətli artım DMEM Glu - : 35.45 ± 1.99 pmol · dəq -1 · mg -1 qlükoza və 49.58 ± 3.93 pmol olan hüceyrələrdə ilk 2 saatdan sonra müşahidə edilmişdir. 2 saat ərzində qlükozadan məhrum olan hüceyrələrdə min –1 · mq –1.

İnsulin müalicəsinin 2-deoksiqlükoza qəbuluna təsiri nəzarət və qlükoza aclığı olan mioblastlarda araşdırılmışdır (şək. 4).B). Nəzarət hüceyrələrinin 15 dəqiqə ərzində 100 nmol/l insulinlə inkubasiyası 2-deoksiqlükoza qəbulunun sürətinin cüzi 1,3 dəfə artmasına səbəb oldu. İnsulinlə (100 nmol/l) müalicə 2-deoksiqlükozanın qəbulunu qlükoza aclığı olan mioblastlarda müşahidə olunan artan bazal nisbətdən daha da artıra bilmədi.

Qlükoza ilə GS-nin aktivləşdirilməsində iştirak edən mexanizmlər.

Qlükozanın GS-ni aktivləşdirdiyi mexanizmləri araşdırmaq üçün insulin tərəfindən stimullaşdırıldığı bilinən siqnal yollarının selektiv inhibitorlarından istifadə edilmişdir (Şəkil 5). DMEM Glu - 5,5 mmol/l qlükoza ilə əlavə edilmiş 5 saat ərzində qlükoza ilə əvvəllər tükənmiş mioblastlara 15 dəqiqə əlavə edildi, nəticədə GS aktivlik nisbətində ~4,2 dəfə artım oldu. Hüceyrələrin p70 s6k aktivləşməsini selektiv şəkildə maneə törədən rapamisinlə preinkubasiyası qlükozanın GS aktivləşməsinə bu stimullaşdırıcı təsirini maneə törədə bilmədi. Qlikogeni tükənmiş mioblastların ya MEK inhibitoru, PD098059, ya da PI 3-kinaz inhibitoru wortmannin ilə müalicəsi qlükozanın təkrar qəbuluna cavab olaraq əldə edilən GS-nin aktivlik vəziyyətini qismən azaldıb. Bununla belə, bu, əvvəllər müşahidə edildiyi kimi, GS-nin bazal fəaliyyət vəziyyətini azaldan bu inhibitorlara aiddir (13). Buna görə də, bu tapıntılar göstərir ki, GS-nin qlükoza ilə aktivləşdirilməsində iştirak edən mexanizmlər PI 3-kinazın, klassik mitogenlə aktivləşdirilmiş protein kinaz yolunun və p70 s6k-ın aktivləşməsinə səbəb olan rapamisinə həssas yoldan asılı deyil. Bundan əlavə, qlükozanın təkrar qəbulu zamanı fosfospesifik anti-GSK-3 anticisimləri tərəfindən aşkar edildiyi kimi, GSK-3-ün aktivliyində müşahidə olunan azalma və həmin zülalın aşkar edilə bilən fosforlaşması müşahidə edilməmişdir (Şəkil 6). Protein kinaz B-nin aktivliyində heç bir dəyişiklik aşkar edilməmişdir (göstərilmir). Beləliklə, qlükoza/qlikogenin təsirinin altında yatan mexanizm insulinin istifadə etdiyi mexanizmlərdən yəqin ki, fərqlidir.

Qlükoza-6-fosfat (G6P) GS-nin güclü allosterik aktivatorudur (19), halbuki ATP, ADP və AMP kimi bir sıra kiçik metabolitlər GS fəaliyyətini inhibə etmək qabiliyyətinə malikdir (20). GS-nin fraksiya aktivliyində müşahidə edilən dəyişikliklərin kovalent modifikasiya ilə bağlı olduğunu və allosterik aktivatorların və ya inhibitorların ötürülməməsi ilə bağlı olduğunu təsdiqləmək üçün hüceyrə ekstraktları kütləsi <6 kDa olan molekulları çıxarmaq üçün Bio-Spin P-6 poliakrilamid gel spin sütunlarından istifadə edərək fraksiyalaşdırıldı. 14 C-qlükoza-1-fosfatın marker kimi istifadəsi göstərdi ki, kiçik metabolitlərin >95%-i bu proseslə xaric edilib. Qlikogeni tükənmiş hüceyrələrin təkrar qidalanmasından sonra, ekstraktların fraksiyalaşdırılması GS aktivliyinin nisbətini əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdirə bilmədi (fraksiyadan əvvəl 0,255 ± 0,011 və fraksiyadan sonra 0,283 ± 0,003), bu da GS-nin aktivləşdirilməsinin digər kiçik G6P-lərin allosterik aktivasiyası və ya təsirləri ilə bağlı olmadığını göstərir. molekullar.

Endogen PP-lərin GS-yə qarşı aktivliyi daha sonra nəzarət və qlikogenlə tükənmiş hüceyrələrdən ekstraktlarda ölçüldü. G6P-nin (21) iştirakı ilə GS-nin PP-lər üçün daha yaxşı substrata çevrildiyi nümayiş etdirildiyi üçün bu, bir sıra G6P konsentrasiyaları üzərində həyata keçirilmişdir. Nəzarət və qlikogeni tükənmiş hüceyrələrdən hazırlanmış ekstraktlarda GS-nin endogen fosfatazlar tərəfindən aktivləşmə sürətində heç bir fərq aşkar edilməmişdir.Məsələn, ekstraktda 0,25 mmol/l G6P fizioloji konsentrasiyasında, qlükoza iştirakı ilə əvvəlcədən inkubasiya edilmiş hüceyrələrin ekstraktlarında endogen fosfatazların GS aktivliyinə təsiri 3,44 ± 0,29 pmol · dəq –1 · mq artıma səbəb olmuşdur. 5 saat ərzində qlükoza olmadıqda əvvəlcədən inkubasiya edilmiş hüceyrələrdə 30 dəqiqə ərzində 3,85 ± 0,60 pmol · dəq –1 · mg –1 artımla müqayisədə 30 dəqiqə ərzində –1 GS aktivliyi. Buna görə də, glikogenin tükənməsi, ən azı hüceyrə ekstraktlarında sonradan ölçüldükdə, GS-yə qarşı fosfataz fəaliyyətini stimullaşdırmır.


Karbohidrat mübadiləsi

James C. Blackstock, Guide to Biochemistry, 1989

11.5 Qlikogenez və qlikogenoliz

Qlikogen sintezi (qlikogenez adlanır) qlükoza 6-fosfatdan (Şəkil 11.7) başlayır ki, bu da skelet əzələsində olduğu kimi qan axınından sorulan qlükozadan və ya C-dən qlükoneogenez (Bölmə 11.6) ilə əmələ gələ bilər.3 birləşmələr, məs. laktat, qaraciyərdə olduğu kimi. Fosfatın C-6 mövqeyindən C-1 vəziyyətinə molekuldaxili köçürülməsi fosfoqlükutaza tərəfindən həyata keçirilir.

ŞƏKİL 11.7. Qlikogenin sintezi və parçalanması

Növbəti reaksiya sintetik yola xasdır və glikogenin primer molekulunun uzanmasında iştirak edən qlükozil qalığının daşıyıcısı kimi xidmət edən uridin difosfat qlükoza (UDP-qlükoza) əmələ gəlməsini əhatə edir. UTP-qlükoza-1-fosfat uridililtransferaza fermenti asanlıqla geri dönən reaksiyada həm UTP, həm də qlükoza 1-fosfatdan istifadə edir. Sintez, pirofosfatın qeyri-üzvi pirofosfataz tərəfindən geri dönməz hidrolizi ilə təşviq edilir. Pirofosfatın çıxarılması uridiltransferaza reaksiyasını glikogen sintezi istiqamətində həyata keçirir (Bölmə 10.4).

Qlikogen sintaza UDP-qlükozanın qlükozil hissəsini glikogen primerinin reduksiya etməyən ucuna (Bölmə 3.5) köçürür. Glikogen sintaza yüksək spesifikdir, yalnız yeni α-(1 → 4) qlikozid bağı yaradacaqdır. Aktiv primer molekulu üçün minimum ölçü dörd qlükoza vahididir, lakin ferment daha uzun polimerlərlə daha effektivdir. Həqiqətən, adi primer bir glikogen molekuludur. Buraxılan UDP başqa bir UDP-qlükoza əmələ gəlməsində iştirak edə bilən UTP-yə (ATP hesabına) fosforlaşdırıla bilər. Bəzi heyvan toxumaları ADP-dən qlükozil daşıyıcısı kimi istifadə edə bilər, lakin reaksiya sürəti daha aşağıdır. Glikogen sintaza primer molekuluna dəfələrlə qlükozil qrupları əlavə edə bilər.

Qlikogen sintazanın katalitik məhdudiyyətlərinə görə, α-(1 → 6) qlikozid bağları vasitəsilə budaqlanma başqa bir fermentin, ən azı 11 qalıqdan ibarət böyüyən zəncirlərdən terminal heksa- və ya septa-saxarid vahidlərini köçürən glikogen budaqlanan fermentin təsiri ilə baş verir. daxili mövqelərdə olan qlükoza qalıqlarının hidroksil qrupuna (Şəkil 11.8). Filial nöqtələri hər dördüncü qalıqdan daha yaxın yaradılmır. Bənzər kimyəvi əlaqələr iştirak etdiyi üçün sərbəst enerji dəyişikliyi çox azdır. Budaqlanma eyni vaxtda glikogen sintaza və ya Fosforilaz tərəfindən uzadılan və ya parçalana bilən reduksiya etməyən ucların sayını artırır. Bitki toxumalarında nişasta nişasta sintaza və ADP-qlükozadan istifadə edən analoji yolla sintez olunur (Bölmə 14.6).

ŞƏKİL 11.8. Qlikogenin budaqlanması

Qlikogenin deqradasiyası (qlikogenoliz adlanır) glikogen fosforilaz fermentinin təsiri ilə baş verir (Şəkil 11.7). Reaksiya fosforoliz yolu ilə filialın terminal qlükoza qalığı ilə onun qonşusu arasında α-(1 → 4) qlikozid bağının parçalanmasını əhatə edir. Reaksiya məhsulları α-konfiqurasiyasını saxlayan qlükoza 1-fosfat və bir qlükoza qalığı kiçik olan qlikogen molekuludur. Qlükoza 1-fosfat yenidən qlükoza 6-fosfata çevrilir. Glikogen Fosforilaza budaqlanma nöqtəsinə yaxınlaşana qədər qlikogen zəncirlərinin reduksiya etməyən uclarından qalıqları ardıcıl olaraq çıxara bilər. Glikogen sintaza kimi, qlikogen fosforilaz da qlikogen ayırma sistemi adlanan ferment sistemini tələb edən α-(1→6) qlükozid əlaqələri ilə danışa bilməz. Məməlilərin və mayaların budaqlanma sistemində iki ferment aktivliyi var: 4-α-qlükanotransferaza və amilo-1,6-qlükozidaza (Şəkil 11.9). Qlikogen Fosforilazanın fəaliyyəti α-(1 → 6) əlaqədən dördüncü qalıqda dayanır. 4-α-qlükanotransferaza trisaxarid vahidini başqa bir zəncirin sonuna köçürür. Budaqda qalan tək qlükoza amilo-l,6-qlükozidaza fəaliyyəti ilə çıxarılır. Glikogen fosforilaz fəaliyyətini bərpa edir.

ŞƏKİL 11.9. Qlikogenin ayrılması

Qlükoza 6-fosfat və qlükozanın taleyi toxumanın təbiətindən asılıdır. Skelet əzələ hüceyrələrində, parçalanma məhsullarının təxminən 10% -ni təşkil edən fosforlaşdırılmamış qlükoza (budaqlar hər 8-12 qlükoza qalıqlarında meydana gəlir) qlükoza-6-fosfatda fosforlaşdırıla bilər. Hər iki yoldan qlükoza 6-fosfat glikoliz yolu ilə enerji istehsalında istifadə edilə bilər.

Qaraciyər qlükoza-6-fosfatdan fosfatı çıxarmaq üçün qlükoza-6-fosfatazdan istifadə edir. Qaraciyər qlikogenindən olan fosforlaşdırılmamış qlükoza plazma membranından keçə və qan dövranı ilə digər toxumalara daşına bilər. Qlükoza-6-fosfataza skelet əzələsi və beyində yoxdur və buna görə də qlükoza bu toxumalarda plazma membranına nüfuz edə bilməyən qlükoza-6-fosfat kimi saxlanılır.


NƏTİCƏLƏR

Təkər qaçır

HR normal siçanları bütün günlərdə C siçanlarına nisbətən gündə üç dəfədən çox inqilab etdi və HR mini daha çox qaçdı, dəyərlər HR normasından 6-35% yuxarı idi (əlavə materialda Cədvəl S1-S5). HR siçanları gündə C-dən əhəmiyyətli dərəcədə daha çox dəqiqə qaçdı (əlavə materialda Cədvəl S5-də 37-62% artım) və həmçinin daha yüksək orta sürətlə (HR mini də əlavə materialda HR normal Cədvəl S5-dən xeyli sürətli qaçdı).

Gastrocnemius GLUT-4

Heç vaxt təkər girişi olmayan siçanlarda (Qrup 4), GLUT-4 bolluğu C, HR normal və HR mini fərdləri arasında əhəmiyyətli dərəcədə fərqlənmədi (Cədvəl 2). Beş gün ərzində təkərə giriş bütün siçanlar üçün GLUT-4 konsentrasiyasının artmasına səbəb oldu (Cədvəl 2), lakin artımın böyüklüyü HR normal (3,15 dəfə) və HR mini (4,46 dəfə) üçün C siçanlarına nisbətən daha böyük idi. (1,80 qat), 1 və 4-cü qrupların birləşmiş təhlillərində yüksək əhəmiyyətli təkər girişi × xətt tipli qarşılıqlı əlaqə ilə göstərildiyi kimi (Cədvəl 3, P=0,0011). Orta hesabla, HR siçanlarında beş günlük təkər girişindən sonra C xətlərindən təxminən 2,4 dəfə yüksək GLUT-4 bolluğu var idi və HR və ya C qruplarında GLUT-4 bolluğu fərdi siçanların təkərdə qaçış miqdarı ilə əlaqəsi yox idi. qurbandan bir gün əvvəl(şək. 1, Cədvəl 2). 1, 2, 3 və ya 4-cü günlərdəki qaçış miqdarı 5-ci gündə qaçış əvəzinə kovariat kimi istifadə edildikdə nəticələr (göstərilmir) oxşar idi.

Plazma qlükoza, qastroknemius, soleus və qaraciyərdə glikogen və ev siçanlarının nəzarət (C) və yüksək qaçış (HR) xətlərinin GLUT-in gastrocnemiusunda

Xüsusiyyət. Qrup. Transformasiya edin. N . Nəzarət. HR normal. HR mini. Xətt növü. Mini əzələ. Estrus dövrü. Yaş. Vaxt. İnqilablar.
Plazma qlükoza 1 ^1.5 57 10.72 10.40 10.43 F1,6=0.16 F1,41=0.00 F4,41=0.72 F1,41=2.02 F1,41=0.48 F1,41=0.19
P=0.7068 P=0.9663 P=0.5822 P=0.1632 P=0.4926 P=0.6620 [–]
2 ^1.8 65 8.84 9.56 9.37 F1,6=2.40 F1,49=0.38 F4,49=0.81 F1,49=16.23F1,49=4.60F1,49=6.53
P=0.1725 P=0.5424 P=0.5223 P=0.0002P=0.0370P=0.0138 [–]
3 ^1.8 61 8.81 8.91 9.45 F1,6=0.04 F1,45=1.79 F4,45=0.27 F1,45=0.94 F1,45=4.25F1,45=7.60
P=0.8465 P=0.1873 P=0.8987 P=0.3369 P=0.0451P=0.0084 [–]
4 ^0.5 44 9.87 9.51 10.19 F1,6=0.74 F1,29=1.44 F4,29=5.85F1,29=2.03 F1,29=0.01
P=0.4224 P=0.2406 P=0.0014P=0.1651 P=0.9296
Glikogen qastroknemius 1 ^0.3 65 16.96 12.38 37.52 F1,6=1.70 F1,49=35.03F4,49=1.32 F1,49=0.23 F1,49=0.11 F1,49=2.89
P=0.2396 P<0.0001P=0.2774 P=0.6346 P=0.7450 P=0.0954 [+]
2 ^0.3 67 16.46 16.65 42.48 F1,6=0.00 F1,51=40.74F4,51=2.23 F1,51=0.59 F1,51=4.17F1,51=0.03
P=0.9593 P<0.0001P=0.0785 P=0.4468 P=0.0463P=0.8739 [–]
3 ^0.5 65 19.54 23.28 36.69 F1,6=0.55 F1,47=7.69F4,47=0.26 F1,47=3.42 F1,47=0.10 F1,47=1.45
P=0.4876 P=0.0079P=0.9018 P=0.0708 P=0.7476 P=0.2349 [+]
4 Heç biri 45 15.93 10.08 40.98 F1,6=2.05 F1,30=42.99F4,30=0.64 F1,30=2.16 F1,30=0.02
P=0.2025 P<0.0001P=0.6356 P=0.1524 P=0.8973
Glikogen soleus 1 ^0.2 65 21.95 25.83 32.52 F1,6=0.52 F1,49=1.61 F4,49=1.05 F1,49=0.02 F1,49=2.00 F1,49=0.17
P=0.4960 P=0.2101 P=0.3923 P=0.8790 P=0.1631 P=0.6828 [+]
2 ^0.8 67 18.06 20.72 42.02 F1,6=0.30 F1,50=24.00F4,50=3.46F1,50=0.00 F1,50=9.14F1,50=2.47
P=0.6061 P<0.0001P=0.0142P=0.9607 P=0.0039P=0.1226 [–]
3 ^1.3 65 22.57 44.62 50.02 F1,6=10.93F1,47=1.23 F4,47=1.08 F1,47=1.53 F1,47=1.18 F1,47=0.39
P=0.0163P=0.2733 P=0.3766 P=0.2224 P=0.2828 P=0.5335 [–]
4 ^0.2 44 21.83 20.22 32.48 F1,6=0.16 F1,29=4.04 F4,29=2.28 F1,29=1.02 F1,29=0.02
P=0.7013 P=0.0539 P=0.0847 P=0.3216 P=0.8774
Glikogen qaraciyər 1 ^0.05 65 76.41 67.58 55.59 F1,6=0.09 F1,49=0.29 F4,49=3.19F1,49=0.01 F1,49=0.07 F1,49=0.36
P=0.7791 P=0.5936 P=0.0208P=0.9389 P=0.7992 P=0.5486 [+]
2 ^0.3 67 135.78 139.01 153.35 F1,6=0.01 F1,51=0.30 F4,51=2.09 F1,51=2.15 F1,51=2.35 F1,51=9.10
P=0.9235 P=0.5844 P=0.0952 P=0.1486 P=0.1317 P=0.0040 [–]
3 ^2.3 65 228.42 292.47 223.70 F1,6=3.82 F1,47=5.46F4,47=0.34 F1,47=0.14 F1,47=0.04 F1,47=0.19
P=0.0983 P=0.0237P=0.8487 P=0.7125 P=0.8520 P=0.6626 [–]
4 Giriş1043 26.13 29.21 56.55 F1,6=0.25 F1,28=4.89F4,28=3.42F1,28=1.19 F1,28=5.60
P=0.6356 P=0.0353P=0.0213P=0.2841 P=0.0251
GLUT-4 qastroknemius 1 Giriş1065 15.82 37.34 39.69 F1,6=89.61F1,49=0.66 F4,49=0.25 F1,49=3.28 F1,49=2.09 F1,49=0.00
P<0.0001P=0.4189 P=0.9063 P=0.0761 P=0.1542 P=0.9573 [+]
4 Heç biri 41 8.81 11.85 8.90 F1,6=2.31 F1,26=1.34 F4,26=2.73 F1,26=0.26 F1,26=0.00
P=0.1794 P=0.2584 P=0.0506 P=0.6117 P=0.9765
Glikogen sintazasının ümumi fəaliyyəti 1 Giriş1063 1.68 1.73 2.33 F1,6=0.06 F1,48=5.89F4,48=0.55 F1,48=0.42 F1,48=20.32
P=0.8118 P=0.0190P=0.7006 P=0.5179 P<0.0001 a
4 Giriş1042 1.32 1.24 2.30 F1,6=0.33 F1,27=26.43F4,27=2.78F1,27=1.37 F1,27=10.27
P=0.5850 P<0.0001P=0.0468P=0.2519 P=0.0035 a
Glikogen sintaza aktivlik nisbəti 1 Giriş1063 19.44 20.65 15.90 F1,6=0.45 F1,48=5.34F4,48=0.55 F1,48=1.90 F1,48=2.64
P=0.5269 P=0.0252P=0.7008 P=0.1749 P=0,1110 a
4 Giriş1042 19.68 21.03 9.80 F1,6=0.37 F1,27=20.74F4,27=0.98 F1,27=0.64 F1,27=0.49
P=0.5665 P=0.0001P=0.4347 P=0.4300 P=0,4919 a
Glikogen sintazasının fraksiya sürəti 1 Giriş1063 85.61 85.90 78.72 F1,6=0.01 F1,48=3.55 F4,48=0.10 F1,48=0.60 F1,48=1.28
P=0.9263 P=0.0655 P=0.9808 P=0.4433 P=0,2631 a
4 Giriş1042 85.35 84.10 76.70 F1,6=0.13 F1,27=2.10 F4,27=1.45 F1,27=0.04 F1,27=0.72
P=0.7328 P=0.1584 P=0.2458 P=0.8422 P=0,4040 a
Xüsusiyyət. Qrup. çevirmək. N . Nəzarət. HR normal. HR mini. Xətt növü. Mini əzələ. Estrus dövrü. Yaş. Vaxt. İnqilablar.
Plazma qlükoza 1 ^1.5 57 10.72 10.40 10.43 F1,6=0.16 F1,41=0.00 F4,41=0.72 F1,41=2.02 F1,41=0.48 F1,41=0.19
P=0.7068 P=0.9663 P=0.5822 P=0.1632 P=0.4926 P=0.6620 [–]
2 ^1.8 65 8.84 9.56 9.37 F1,6=2.40 F1,49=0.38 F4,49=0.81 F1,49=16.23F1,49=4.60F1,49=6.53
P=0.1725 P=0.5424 P=0.5223 P=0.0002P=0.0370P=0.0138 [–]
3 ^1.8 61 8.81 8.91 9.45 F1,6=0.04 F1,45=1.79 F4,45=0.27 F1,45=0.94 F1,45=4.25F1,45=7.60
P=0.8465 P=0.1873 P=0.8987 P=0.3369 P=0.0451P=0.0084 [–]
4 ^0.5 44 9.87 9.51 10.19 F1,6=0.74 F1,29=1.44 F4,29=5.85F1,29=2.03 F1,29=0.01
P=0.4224 P=0.2406 P=0.0014P=0.1651 P=0.9296
Glikogen qastroknemius 1 ^0.3 65 16.96 12.38 37.52 F1,6=1.70 F1,49=35.03F4,49=1.32 F1,49=0.23 F1,49=0.11 F1,49=2.89
P=0.2396 P<0.0001P=0.2774 P=0.6346 P=0.7450 P=0.0954 [+]
2 ^0.3 67 16.46 16.65 42.48 F1,6=0.00 F1,51=40.74F4,51=2.23 F1,51=0.59 F1,51=4.17F1,51=0.03
P=0.9593 P<0.0001P=0.0785 P=0.4468 P=0.0463P=0.8739 [–]
3 ^0.5 65 19.54 23.28 36.69 F1,6=0.55 F1,47=7.69F4,47=0.26 F1,47=3.42 F1,47=0.10 F1,47=1.45
P=0.4876 P=0.0079P=0.9018 P=0.0708 P=0.7476 P=0.2349 [+]
4 Heç biri 45 15.93 10.08 40.98 F1,6=2.05 F1,30=42.99F4,30=0.64 F1,30=2.16 F1,30=0.02
P=0.2025 P<0.0001P=0.6356 P=0.1524 P=0.8973
Glikogen soleus 1 ^0.2 65 21.95 25.83 32.52 F1,6=0.52 F1,49=1.61 F4,49=1.05 F1,49=0.02 F1,49=2.00 F1,49=0.17
P=0.4960 P=0.2101 P=0.3923 P=0.8790 P=0.1631 P=0.6828 [+]
2 ^0.8 67 18.06 20.72 42.02 F1,6=0.30 F1,50=24.00F4,50=3.46F1,50=0.00 F1,50=9.14F1,50=2.47
P=0.6061 P<0.0001P=0.0142P=0.9607 P=0.0039P=0.1226 [–]
3 ^1.3 65 22.57 44.62 50.02 F1,6=10.93F1,47=1.23 F4,47=1.08 F1,47=1.53 F1,47=1.18 F1,47=0.39
P=0.0163P=0.2733 P=0.3766 P=0.2224 P=0.2828 P=0.5335 [–]
4 ^0.2 44 21.83 20.22 32.48 F1,6=0.16 F1,29=4.04 F4,29=2.28 F1,29=1.02 F1,29=0.02
P=0.7013 P=0.0539 P=0.0847 P=0.3216 P=0.8774
Glikogen qaraciyər 1 ^0.05 65 76.41 67.58 55.59 F1,6=0.09 F1,49=0.29 F4,49=3.19F1,49=0.01 F1,49=0.07 F1,49=0.36
P=0.7791 P=0.5936 P=0.0208P=0.9389 P=0.7992 P=0.5486 [+]
2 ^0.3 67 135.78 139.01 153.35 F1,6=0.01 F1,51=0.30 F4,51=2.09 F1,51=2.15 F1,51=2.35 F1,51=9.10
P=0.9235 P=0.5844 P=0.0952 P=0.1486 P=0.1317 P=0.0040 [–]
3 ^2.3 65 228.42 292.47 223.70 F1,6=3.82 F1,47=5.46F4,47=0.34 F1,47=0.14 F1,47=0.04 F1,47=0.19
P=0.0983 P=0.0237P=0.8487 P=0.7125 P=0.8520 P=0.6626 [–]
4 Giriş1043 26.13 29.21 56.55 F1,6=0.25 F1,28=4.89F4,28=3.42F1,28=1.19 F1,28=5.60
P=0.6356 P=0.0353P=0.0213P=0.2841 P=0.0251
GLUT-4 qastroknemius 1 Giriş1065 15.82 37.34 39.69 F1,6=89.61F1,49=0.66 F4,49=0.25 F1,49=3.28 F1,49=2.09 F1,49=0.00
P<0.0001P=0.4189 P=0.9063 P=0.0761 P=0.1542 P=0.9573 [+]
4 Heç biri 41 8.81 11.85 8.90 F1,6=2.31 F1,26=1.34 F4,26=2.73 F1,26=0.26 F1,26=0.00
P=0.1794 P=0.2584 P=0.0506 P=0.6117 P=0.9765
Glikogen sintazasının ümumi fəaliyyəti 1 Giriş1063 1.68 1.73 2.33 F1,6=0.06 F1,48=5.89F4,48=0.55 F1,48=0.42 F1,48=20.32
P=0.8118 P=0.0190P=0.7006 P=0.5179 P<0.0001 a
4 Giriş1042 1.32 1.24 2.30 F1,6=0.33 F1,27=26.43F4,27=2.78F1,27=1.37 F1,27=10.27
P=0.5850 P<0.0001P=0.0468P=0.2519 P=0.0035 a
Glikogen sintaza aktivlik nisbəti 1 Giriş1063 19.44 20.65 15.90 F1,6=0.45 F1,48=5.34F4,48=0.55 F1,48=1.90 F1,48=2.64
P=0.5269 P=0.0252P=0.7008 P=0.1749 P=0,1110 a
4 Giriş1042 19.68 21.03 9.80 F1,6=0.37 F1,27=20.74F4,27=0.98 F1,27=0.64 F1,27=0.49
P=0.5665 P=0.0001P=0.4347 P=0.4300 P=0,4919 a
Glikogen sintazasının fraksiya sürəti 1 Giriş1063 85.61 85.90 78.72 F1,6=0.01 F1,48=3.55 F4,48=0.10 F1,48=0.60 F1,48=1.28
P=0.9263 P=0.0655 P=0.9808 P=0.4433 P=0,2631 a
4 Giriş1042 85.35 84.10 76.70 F1,6=0.13 F1,27=2.10 F4,27=1.45 F1,27=0.04 F1,27=0.72
P=0.7328 P=0.1584 P=0.2458 P=0.8422 P=0,4040 a

Qastroknemius, soleus və qaraciyərdə plazma qlükoza (mmol/l), qlikogen (qlükozil vahidləri: μmol g –1 yaş kütlə) və qastroknemius nəzarət (C) və yüksək qaçış (HR) xətlərində GLUT-4 (standartın%) 1-4 qruplarının ayrı-ayrı təhlillərinə əsaslanan ev siçanlarının (iç-içə ANCOVA). Təkər dövrələrinin kovariat kimi təsiri üçün mötərizədə olan işarə effektin istiqamətini göstərir. Qalıqların normallığını yaxşılaşdırmaq üçün məlumatlar göstərildiyi kimi dəyişdirildi. Dəyərlər SAS Proseduru Qarışıqdan geriyə çevrilmiş ən kiçik kvadratlar deməkdir. Qalın şrift 2 quyruqlu göstərir P<0.05, çoxsaylı müqayisələr üçün düzəliş edilməmişdir

Toxumanın dondurucuda saxlandığı müddət kovariat kimi istifadə edilmişdir

Qrup 1 (beş günlük təkər girişi) və 4 (təkər girişi yoxdur) qruplarını müqayisə edən daxili ANCOVA-lar

. çevirmək. N . Təkər girişi. Xətt növü. Mini əzələ. Təkər giriş × xətt növü. Təkər girişi × mini əzələ. Estrus dövrü. Yaş.
Plazma qlükoza Heç biri 101 F1,6=8.31F1,6=1.91 F1,78=0.55 F1,6=0.10 F1,78=0.00 F4,78=1.02 F1,78=4.11
P=0.0280P=0.2163 P=0.4595 P=0.7591 P=0.9901 P=0.4011 P=0.0459
Glikogen qastroknemius ^0.2 110 F1,6=0.48 F1,6=2.93 F1,87=82.38F1,6=1.06 F1,87=0.10 F4,87=1.41 F1,87=1.73
P=0.5150 P=0.1376 P<0.0001P=0.3439 P=0.7552 P=0.2371 P=0.1915
Glikogen soleus ^0.3 109 F1,6=0.08 F1,6=0.59 F1,86=0.48 F1,6=0.81 F1,86=0.28 F4,86=0.79 F1,86=0.00
P=0.7863 P=0.4698 P=0.4891 P=0.4037 P=0.5962 P=0.5359 P=0.9974
Glikogen qaraciyər ^0.1 109 F1,6=3.39 F1,6=0.00 F1,86=0.71 F1,6=0.01 F1,86=0.59 F4,86=1.60 F1,86=0.21
P=0.1150 P=0.9881 P=0.4007 P=0.9197 P=0.4456 P=0.1823 P=0.6485
GLUT-4 qastroknemius ^0.5 106 F1,6=33.79F1,6=72.17F1,83=0.22 F1,6=34.48F1,83=3.61 F4,83=0.70 F1,83=4.59
P=0.0011P<0.0001P=0.6390 P=0.0011P=0.0610 P=0.5921 P=0.0351
Glikogen sintaza aktivlik nisbəti Giriş10105 F1,6=4.01 F1,6=0.29 F1,82=25.51F1,6=0.02 F1,82=3.44 F4,82=0.33 F1,86=0.57
P=0.0921 P=0.6085 P<0.0001P=0.8934 P=0.0672 P=0.8572 P=0.4518
Glikogen sintazasının fraksiya sürəti Giriş10105 F1,6=0.08 F1,6=0.05 F1,82=4.49F1,6=0.17 F1,82=0.16 F4,82=0.68 F1,86=0.32
P=0.7809 P=0.8365 P=0.0370P=0.6919 P=0.6923 P=0.6055 P=0.5715
. Transformasiya edin. N . Təkər girişi. Xətt növü. Mini əzələ. Təkər giriş × xətt növü. Təkər girişi × mini əzələ. Estrus dövrü. Yaş.
Plazma qlükoza Heç biri 101 F1,6=8.31F1,6=1.91 F1,78=0.55 F1,6=0.10 F1,78=0.00 F4,78=1.02 F1,78=4.11
P=0.0280P=0.2163 P=0.4595 P=0.7591 P=0.9901 P=0.4011 P=0.0459
Glikogen qastroknemius ^0.2 110 F1,6=0.48 F1,6=2.93 F1,87=82.38F1,6=1.06 F1,87=0.10 F4,87=1.41 F1,87=1.73
P=0.5150 P=0.1376 P<0.0001P=0.3439 P=0.7552 P=0.2371 P=0.1915
Glikogen soleus ^0.3 109 F1,6=0.08 F1,6=0.59 F1,86=0.48 F1,6=0.81 F1,86=0.28 F4,86=0.79 F1,86=0.00
P=0.7863 P=0.4698 P=0.4891 P=0.4037 P=0.5962 P=0.5359 P=0.9974
Glikogen qaraciyər ^0.1 109 F1,6=3.39 F1,6=0.00 F1,86=0.71 F1,6=0.01 F1,86=0.59 F4,86=1.60 F1,86=0.21
P=0.1150 P=0.9881 P=0.4007 P=0.9197 P=0.4456 P=0.1823 P=0.6485
GLUT-4 qastroknemius ^0.5 106 F1,6=33.79F1,6=72.17F1,83=0.22 F1,6=34.48F1,83=3.61 F4,83=0.70 F1,83=4.59
P=0.0011P<0.0001P=0.6390 P=0.0011P=0.0610 P=0.5921 P=0.0351
Glikogen sintaza aktivlik nisbəti Giriş10105 F1,6=4.01 F1,6=0.29 F1,82=25.51F1,6=0.02 F1,82=3.44 F4,82=0.33 F1,86=0.57
P=0.0921 P=0.6085 P<0.0001P=0.8934 P=0.0672 P=0.8572 P=0.4518
Glikogen sintazasının fraksiya sürəti Giriş10105 F1,6=0.08 F1,6=0.05 F1,82=4.49F1,6=0.17 F1,82=0.16 F4,82=0.68 F1,86=0.32
P=0.7809 P=0.8365 P=0.0370P=0.6919 P=0.6923 P=0.6055 P=0.5715

Qalıqların normallığını yaxşılaşdırmaq üçün məlumatlar göstərildiyi kimi dəyişdirildi. Cəsarətli şrift 2 quyruqlu göstərir P<0.05, çoxsaylı müqayisələr üçün düzəliş edilməmişdir

Gastrocnemius glikogen sintaza fəaliyyəti

Glikogen sintazının ümumi aktivliyi əhəmiyyətli dərəcədə artdı, halbuki mini-əzələ qastroknemiusunda aktivlik nisbəti həm HR normal, həm də C siçanları ilə müqayisədə əhəmiyyətli dərəcədə azaldı, lakin ümumiyyətlə xətt növü və ya təkər girişindən təsirlənmədi (Cədvəl 2, 3). Dondurucuda saxlama müddəti hər iki qrup daxilində ümumi fəaliyyətə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərdiyinə görə (Cədvəl 2) və vaxt qrup üzvlüyü ilə qarışdırıldığından, qrup 1 və 4 statistik olaraq müqayisə edilməmişdir (Cədvəl 3). Ən kiçik kvadratlar vasitələrinin təftişi göstərir ki, unikal olaraq HR mini beş günlük təkər girişindən sonra aktivlik nisbətində 60% artım nümayiş etdirdi (9.80-dən 15.90-a qədər Cədvəl 2, 3). HR mini-də qlikogen sintaza fraksiya sürəti də əhəmiyyətli dərəcədə azalmışdır (Cədvəl 3).

Glikogen konsentrasiyası

Cədvəl 2-də göstərildiyi kimi, mini-əzələ fenotipi təkər girişi olmayan siçanlarda qastroknemius, soleus və qaraciyərdə daha yüksək glikogen konsentrasiyası ilə əlaqələndirildi (Qrup 4). Siçanlar 5-6 gün ərzində təkərlərə çıxış əldə etdikdə, HR mini də bütün üç vaxt nöqtəsində əhəmiyyətli dərəcədə yüksəlmiş qastroknemius qlikogenini göstərdi (Cədvəl 2, 3, 4). HR mini də bütün zaman nöqtələrində yüksək soleus qlikogenini göstərsə də, təsir yalnız 02:00-da (Qrup 2), HR mini üçün dəyərlər digər siçanlarınkindən təxminən iki dəfə olduğu zaman statistik əhəmiyyətli dərəcədə idi. HR də saat 07:00-da soleus glikogen konsentrasiyasında əhəmiyyətli dərəcədə yüksək idi (Qrup 3 Cədvəl 2). Əzələlər üçün nəticələrdən fərqli olaraq, HR mini-də qaraciyər qlikogen konsentrasiyası saat 07:00-da HR normasından əhəmiyyətli dərəcədə aşağı idi (Qrup 3 Cədvəl 2). Nəhayət, təkər dövrələrinin sayı saat 02:00-da qaraciyərdə qlikogen konsentrasiyası ilə mənfi əlaqəli idi (Qrup 2-ə baxın. Şəkil 2) və bu, [qlikogen] ilə qaçış miqdarı arasında yeganə əhəmiyyətli əlaqə idi (Cədvəl 2).

Təkərə girişin altıncı günündə müxtəlif vaxtlarda qurban edilmiş 1, 2 və 3-cü qrupları müqayisə edən iç-içə ANCOVA-lar

. Transformasiya edin. N . Qrup. Xətt növü. Mini əzələ. Qrup × xətt növü. Qrup × mini əzələ. Estrus dövrü. Yaş.
Plazma qlükoza Heç biri 186 F2,12=7.10F1,6=3.27 F1,154=0.01 F2,12=1.1 F2,154=2.37 F4,154=085 F1,154=6.12
P=0.0092P=0.1203 P=0.9196 P=0.3625 P=0.0969 P=0.4972 P=0.0145
Glikogen qastroknemius ^0.4 197 F2,12=0.13 F1,6=1.24 F1,165=92.39F2,12=0.98 F2,165=3.04 F4,165=0.88 F1,165=0.01
P=0.8761 P=0.3084 P<0.0001P=0.4045 P=0.0503 P=0.4754 P=0.9140
Glikogen soleus ^0.6 196 F2,12=1.27 F1,6=6.53F1,164=4.06F2,12=4.63F2,164=3.58F4,164=3.20F1,164=0.03
P=0.3170 P=0.0431P=0.0456P=0.0324P=0.0302P=0.0146P=0.8708
Glikogen qaraciyər ^0.5 197 F2,12=11.06F1,6=0.68 F1,165=1.25 F2,12=3.28 F2,165=0.12 F4,165=4.00F1,165=3.88
P=0.0019P=0.4422 P=0.2659 P=0.0729 P=0.8854 P=0.0040P=0.0505
. Transformasiya edin. N . Qrup. Xətt növü. Mini əzələ. Qrup × xətt növü. Qrup × mini əzələ. Estrus dövrü. Yaş.
Plazma qlükoza Heç biri 186 F2,12=7.10F1,6=3.27 F1,154=0.01 F2,12=1.1 F2,154=2.37 F4,154=085 F1,154=6.12
P=0.0092P=0.1203 P=0.9196 P=0.3625 P=0.0969 P=0.4972 P=0.0145
Glikogen qastroknemius ^0.4 197 F2,12=0.13 F1,6=1.24 F1,165=92.39F2,12=0.98 F2,165=3.04 F4,165=0.88 F1,165=0.01
P=0.8761 P=0.3084 P<0.0001P=0.4045 P=0.0503 P=0.4754 P=0.9140
Glikogen soleus ^0.6 196 F2,12=1.27 F1,6=6.53F1,164=4.06F2,12=4.63F2,164=3.58F4,164=3.20F1,164=0.03
P=0.3170 P=0.0431P=0.0456P=0.0324P=0.0302P=0.0146P=0.8708
Glikogen qaraciyər ^0.5 197 F2,12=11.06F1,6=0.68 F1,165=1.25 F2,12=3.28 F2,165=0.12 F4,165=4.00F1,165=3.88
P=0.0019P=0.4422 P=0.2659 P=0.0729 P=0.8854 P=0.0040P=0.0505

Qalıqların normallığını yaxşılaşdırmaq üçün məlumatlar göstərildiyi kimi dəyişdirildi. Cəsarətli şrift 2 quyruqlu göstərir P<0.05, çoxsaylı müqayisələr üçün düzəliş edilməmişdir

Qrup 1 və 4-ü müqayisə edən təhlillər təkər girişi olan normal siçanlarda (yəni mini deyil) qaraciyər qlikogeninin orta hesabla daha yüksək olmasına baxmayaraq, ölçülən orqanlardan heç birində təkər girişinin [qlikogenə] təsirini göstərə bilmədi (Cədvəl 3). seçim tarixindən asılı olmayaraq təkərsiz siçanlara nisbətən (C və HR normal üçün müvafiq olaraq 2,92 və 2,31 dəfə yüksəkdir, Cədvəl 2).

5-6 gün ərzində təkər girişi olan bütün siçanların birləşdirilmiş analizləri (qrup 1, 2 və 3) [qlikogenin] toxumadan asılı olaraq ölçmə zamanı müxtəlif yollarla təsirləndiyini göstərdi (Cədvəl 4).Qaraciyər [qlikogen] ölçmə vaxtından əhəmiyyətli dərəcədə təsirləndi (Cədvəl 4), çünki bütün siçanlar saat 16:00-dan 02:00-a və 02:00-dan 07:00-a qədər onun orta dəyərində əhəmiyyətli artım göstərdilər (Cədvəl 4). 2). Soleusda HR mini həm 16:00-dan 02:00-a (29,2%), həm də 02:00-dan 07:00-a (19,0%) [qlikogendə] artım göstərdiyi halda, C və HR normalı azalma göstərdi. 16:00-dan 02:00-a qədər (C və HR normal üçün 02:00-da müvafiq olaraq 17,7% və 19,8% aşağı dəyərlər), ardınca saat 02:00-dan 07:00-a qədər (25,0% və 115,4) rebound C və HR normal üçün saat 07:00-da % daha yüksək dəyərlər, müvafiq olaraq Cədvəl 2). Ölçmə vaxtı ilə soleusun [qlikogenin] dəyişməsinin nümunəsi və böyüklüyündəki bu cür fərqlər zaman və həm xətt növü, həm də mini-əzələ faktorları arasında əhəmiyyətli qarşılıqlı təsirdə əks olundu (Cədvəl 4). C siçanları ilə müqayisədə, HR siçanları ümumiyyətlə Qrup 3 üçün daha yüksək soleus [qlikogen] var idi (Cədvəl 2, 4).

Nəzarət, HR normal və HR mini də qastroknemiusun [qlikogenin] ölçmə vaxtı ilə dəyişməsi ilə fərqlənirdi. Məsələn, HR mini saat 16:00-dan 02:00-a qədər (13,2%) artım, ardınca isə 02:00-dan 07:00-a (13,6%) oxşar azalma göstərdi (Cədvəl 2, 4). Bunun əksinə olaraq, C siçanları 16:00-dan 02:00-a (+3,0%) mahiyyətcə heç bir dəyişiklik göstərmədi, lakin 02:00-dan 07:00-a (18,7%) artım göstərdi, halbuki HR normal üçün orta dəyərlər artdı. həm saat 16:00-dan 02:00-a (34,5%), həm də 02:00-dan 07:00-a qədər (39,8% Cədvəl 2).

Qastroknemius əzələsindəki GLUT-4 bolluğu siçanların seçilmiş “yüksək qaçış” (HR) cinslərində təkərə beş günlük daxil olduqdan sonra seçilməmiş nəzarət (C) xəttlərinə nisbətən daha yüksək idi (Qrup 1, Cədvəl 1-də göstərildiyi kimi) . Aydındır ki, bu diferensial əvvəlki gecə ayrı-ayrı siçanların yerinə yetirdiyi təkər hərəkətinin miqdarının sadə xətti funksiyası deyildi (Cədvəl 2, PTəkər dövrələrinin təsiri üçün =0,9573). Mətndə müzakirə edildiyi kimi, bu, siçanların HR xətlərində “öz-özünə səbəb olan adaptiv plastisiya”nın artması halını təmsil edir (Swallow et al., 2005 Garland və Kelly, 2006). Altı fərddən GLUT-4 üçün təmsil olunan qərb ləkəsi də göstərilmişdir.

Qastroknemius əzələsindəki GLUT-4 bolluğu siçanların seçilmiş “yüksək qaçışçı” (HR) cinslərində təkərə beş günlük daxil olduqdan sonra seçilməmiş nəzarət (C) xəttlərinə nisbətən daha yüksək idi (Qrup 1, Cədvəl 1-də göstərildiyi kimi) . Aydındır ki, bu diferensial əvvəlki gecə ayrı-ayrı siçanların yerinə yetirdiyi təkər hərəkətinin miqdarının sadə xətti funksiyası deyildi (Cədvəl 2, PTəkər dövrələrinin təsiri üçün =0,9573). Mətndə müzakirə edildiyi kimi, bu, siçanların HR xətlərində “öz-özünə səbəb olan adaptiv plastisiya”nın artması halını təmsil edir (Swallow et al., 2005 Garland və Kelly, 2006). Altı fərddən GLUT-4 üçün təmsil olunan qərb ləkəsi də göstərilmişdir.

Qaraciyər qlikogen konsentrasiyası əhəmiyyətli (P=0,0040) saat 02:00 saat qrupunda təkər dövrələrinin miqdarı ilə mənfi əlaqə (Qrup 2, Cədvəl 1-də göstərildiyi kimi, statistik təhlil üçün Cədvəl 2-ə baxın), lakin nəzarət (C), “yüksək qaçış” (HR) arasında fərq yoxdur. normal(`seçilmiş') və ya HR mini əzələ siçanları.

Qaraciyər qlikogen konsentrasiyası əhəmiyyətli (P=0,0040)saat 02:00 saat qrupunda təkər dövrələrinin miqdarı ilə mənfi əlaqə (Qrup 2, Cədvəl 1-də göstərildiyi kimi, statistik təhlil üçün Cədvəl 2-ə baxın), lakin nəzarət (C), “yüksək qaçış” (HR) arasında fərq yoxdur. normal(`seçilmiş') və ya HR mini əzələ siçanları.

Bundan əlavə, [qlikogen] həm soleusda, həm də qaraciyərdə östrus dövründən təsirlənmişdir (Cədvəl 4). Orta hesabla, östrus 2-nin dəyərləri qaraciyərdə ən aşağı idi: östrusdan sonrakı, östrus 1-də, ölüm və doğuş zamanı dəyərlər müvafiq olaraq 13%, 15%, 27% və 46% yüksək olmuşdur. Soleusda, qadınların doğuşdan sonrakı dövrdə ən aşağı qlikogen konsentrasiyası var idi, östrus 2, östrus 1, doğuş və ölüm üçün dəyərlər müvafiq olaraq 2%, 15%, 17% və 37% yüksəkdir.

Plazma qlükoza

Plazma qlükoza konsentrasiyası heç bir qrupda xətt növü və ya mini-əzələ fenotipindən təsirlənməmişdir (Cədvəl 2). 5-6 gün ərzində təkərli siçanlarda [qlükoza] həm saat 02:00-da, həm də 07:00-da nümunə götürülmüş siçanlar üçün inqilabların sayı ilə əhəmiyyətli dərəcədə mənfi əlaqədə idi (müvafiq olaraq 2 və 3-cü qruplar).

1 və 4-cü qrupların müqayisəsi siçanlar təkərlərə giriş imkanı ilə yerləşdirildikdə plazma [qlükoza]da əhəmiyyətli artım göstərdi (Cədvəl 3). Qrup 1 üçün orta dəyərlər Qrup 4-dən C, HR normal və HR mini üçün müvafiq olaraq 8,6%, 9,4% və 2,4% yüksək olmuşdur (Cədvəl 2).

Təkərli siçanların üç qrupunu müqayisə edən təhlil, müsbət yaş təsirinə əlavə olaraq, ölçmə vaxtının plazma qlükoza konsentrasiyasına əhəmiyyətli təsirini göstərdi (Cədvəl 4). Bütün siçanlar saat 16:00-dan 02:00-a qədər azalma göstərdi (C, HR normal və HR mini üçün müvafiq olaraq 17,5%, 8,1% və 10,2%, Cədvəl 2). Plazma qlükoza konsentrasiyası C və HR mini üçün 02:00-dan 07:00-a qədər az dəyişiklik göstərdi, lakin HR normal saat 07:00-da 6,8% aşağı orta dəyər göstərdi (Cədvəl 2).


Allosterik fermentlər tərəfindən idarə olunan metabolik proseslər (diaqramla)

Metabolik proseslərin allosterik ferment tənzimlənməsinin əla nümunəsi heyvanlarda metabolik yollar arasında qarşılıqlı əlaqədir və nəticədə aşağıdakılar verilir:

(1) Qlükozadan qlikogenin sintezi və

(2) Qlükozanın CO-yə oksidləşməsi2 və su.

Bədəndə enerji istehlak edən proseslərin demək olar ki, hamısı ATP hesabına baş verir və bu ATP-nin çox hissəsi qlükozanın oksidləşməsi ilə əldə edilir. Yüksək fəaliyyət dövrlərində (məsələn, məşq) qlikogen qlükoza əldə etmək üçün parçalanır, daha sonra onu CO-yə çevirən metabolik yola daxil olur.2 və su, nəticədə ATP generasiyası. Bunun əksinə olaraq, istirahət və ya aşağı enerji tələbatı dövründə udulmuş qlükoza qlikogenə çevrilir.

Qlükoza mübadiləsində iştirak edən fermentlərdən üçü allosterikdir, bunlar fosfofruktokinazdır (qlükoza-6-fosfatı CO-yə çevirən bir sıra reaksiyalarda tələb olunan bir ferment).2 və su), qlikogen sintetaza (qlükoza-l-fosfatın qlikogenə daxil edilməsində iştirak edir) və qlikogen fosforilaz (qlikogen katabolizmi zamanı qlükoza-l-fosfat kimi qlükozanı qlikogendən çıxarır).

ATP səviyyələri yüksək olduqda və bədəndə böyük enerji istehlakı baş vermirsə, qlükoza qlikogenə yönləndirilir (yəni, “qlikogenez' üstünlük təşkil edir). Bu, ATP-nin fosfofruktokinazın və qlikogen fosforilazanın mənfi effektoru kimi və qlükoza-6-fosfatla birlikdə qlikogen sintetazanın müsbət effekti kimi çıxış etdiyi üçün əldə edilir (Şəkil 11-8a).

ATP səviyyəsi aşağı düşdükdə (məsələn, məşq zamanı) və ATP-yə artan tələbat olduqda, qlikogen sintezi dayandırılır, çünki udulmuş qlükoza birbaşa ATP istehsalında istehlak olunur və əlavə qlükoza qlikogenin katabolizmi (yəni, & #8220qlikogenoliz”). Bu yol fosfofruktokinaz və ATP prekursorunun, AMP-nin glikogen fosforilazına müsbət təsirləri ilə aktivləşdirilir.

Böyük fəaliyyət dövrlərində qana ifraz olunan epinefrin hormonu da əzələ və qaraciyərdə bu metabolik yollara təsir göstərir. Qan dövranında epinefrin əzələlərə çatdıqda, əzələ hüceyrələrinin səthinə bağlanır və adeny Icy yaxın fermenti tərəfindən siklik AMP (cAMP) sintezini təşviq edir.

Sonra cAMP allosterik olaraq ikinci fermenti (protein kinaz) aktivləşdirir, bu da son nəticədə qlikogen fosforilazanı aktivləşdirir, lakin qlikogen sintetazı inaktivləşdirir (Şəkil 11-8b). Bu fenomen hormonların funksiyaları və metabolik tənzimləmə mexanizmi kimi protein fosforlaşmasının rolu ilə də nəzərdən keçirilir.

Yuxarıda təsvir olunan yollar allosterik fermentlərin işə salınması və söndürülməsi mexanizmlərini göstərir. Belə mexanizmlər olmadıqda, hər iki yol eyni vaxtda aktiv olacaq ki, onların təsirləri bir-birini ləğv etsin - ən məhsuldar vəziyyət! Beləliklə, allosterizm əlaqəli metabolik yolların fəaliyyət səviyyələrini tənzimləmək üçün əsas yaradır.

Amin turşularının sintezinin tənzimlənməsi:

Escherichia coli əks əlaqənin inhibəsi ilə fərqli metabolik yollara nəzarətin bariz nümunəsini təqdim edir. Üç amin turşusunun sintezi üçün metabolik yolların konturları Şəkil 11-9-da göstərilmişdir. Lizin, metionin və treonin hər biri aspartatdan sintez olunur və hər biri zülal sintezində istifadə oluna bilər.

Metabolik nəzarət olmadan, bu amin turşularından hər hansı birinin istehlakı və ya istifadəsi yolları stimullaşdıracaq və istifadə olunmamış amin turşularının lazımsız sintezinə səbəb olacaqdır. Belə tənzimlənməmiş sistem həyati resursları və enerjini istehlak edər, hər iki faktor orqanizmin sağ qalmasına və növlərə təkamül nəticələrinə səbəb ola bilər.

Bununla belə, E. coli-də allosterik tənzimləmə mexanizmləri ən təsirli olur. Hər bir amin turşusunun yığılması həmin amin turşusunun sintezinə aparan yolun xüsusi qolunda birinci fermentin əks əlaqə inhibəsini yaradır. Şəkil 11-9-da bu mənfi təsir kəsikli xətlərlə göstərilmişdir.

Bundan əlavə, əlavə bir tənzimləmə səviyyəsi aspartatın katalizatoru və fosforlaşmasına səbəb olan aspartokinaz fermentinə təsir etməklə əldə edilir. Bu ferment üç formada mövcuddur (yəni, üç izozim var), aspartatın aspartilfosfata çevrilməsini göstərmək üçün üç ayrı oxdan istifadə etməklə Şəkil 11-9-da simvollaşdırılır.

İzozimlərdən biri treonin tərəfindən spesifik və tamamilə inhibə olunur, ikincisi (yalnız kiçik miqdarda mövcuddur) homoserin tərəfindən xüsusi olaraq inhibə edilir və üçüncü izozim xüsusi olaraq lizin tərəfindən inhibə edilir. Bundan əlavə, sonuncu izozimin sintezi lizin tərəfindən repressiya olunur. (Repressiya hüceyrədəki ferment molekullarının sayını azaldan tənzimləyici mexanizmdir.


GİRİŞ

Əzələ qlikogeni Bergström və digərlərinin ilk araşdırmalarından bəri uzunmüddətli məşq zamanı mühüm yanacaq kimi tanınıb (1-3). Əzələ qlikogeninə olan etibar, artan məşq intensivliyi ilə artır və yorğunluq və əzələ qlikogen ehtiyatlarının tükənməsi arasında birbaşa əlaqə təsvir edilmişdir (1-3). Buna görə də, məşqdən sonra glikogen sintez sürəti bərpa üçün lazım olan vaxtın müəyyən edilməsində mühüm amildir. Glikogen sintezi təkcə qlikogenin tükənməsinin dərəcəsi ilə deyil, həm də əvvəlki məşqin növü, müddəti və intensivliyi ilə birbaşa təsirlənir, çünki bunlar kəskin fermentativ dəyişikliklərə, eləcə də kəskin dəyişikliklərdən sağalmağa differensial təsir göstərəcəkdir. gərgin məşq nəticəsində yaranır (4-6).

Glikogen sintezini optimallaşdırmaq üçün adekvat miqdarda karbohidrat qəbul edilməlidir (1, 7, 8). Blom və digərləri (9) ilkin olaraq 0,35 q•kq bədən çəkisi −1 •saat −1 karbohidrat qəbulunun 2 saatlıq fasilələrlə təmin edilməsinin əzələ qlikogeninin sintezini maksimuma çatdırdığını irəli sürdülər. Ivy və digərləri (7) 0,75 və ya 1,5 q karbohidrat•kq −1 •saat −1 2 saatlıq fasilələrlə qəbul edilən subyektlərdən sonra glikogen saxlama dərəcələrində heç bir fərq müşahidə etməmişdir. Sonrakı araşdırmada Ivy (10) bildirdi ki, əlavələr 2 saatlıq fasilələrlə qəbul edilərsə, məşqdən sonra glikogen sintezini maksimum dərəcədə artırmaq üçün >0.5 g•kg −1 •h −1 qəbulu lazımdır. Karbohidratların Ivy'nin tədqiqatına nisbətən daha tez-tez və daha yüksək qəbul nisbətində qəbul edildiyi tədqiqatlarda daha yüksək glikogen sintezi nisbətləri bildirilmişdir (4, 11). İdarəetmə formasını dəyişdirərək (yəni məhlul şəklində, bərk maddə şəklində və ya venadaxili olaraq) glikogen sintezini artırmaq üçün edilən digər cəhdlər uğursuz olmuşdur (8, 12).

Zawadzki və digərləri (13) karbohidrat tərkibli məhlula bütöv zülalın əlavə edilməsinin yalnız 0,8 q•kq −1 •saat −1 nisbətində karbohidrat qəbulundan sonra məşqdən sonra subyektlərdə daha yüksək qlikogen sintezi ilə nəticələndiyini bildirdi. Bu, karbohidrat-zülal qarışığının qəbulundan sonra plazma insulin konsentrasiyasının müşahidə edilən əlavə artması ilə izah edildi. Artan insulin konsentrasiyası qlükoza qəbulunun artmasına (14) və substrat təchizatı adekvat olduqda glikogen sintezinin sürətini təyin edən əsas amili təşkil edən glikogen sintaza aktivliyinin artmasına (15, 16) səbəb ola bilər (13, 17). Karbohidrat və zülalın birgə qəbulunun plazma insulin konsentrasiyasına stimullaşdırıcı təsiri əvvəllər araşdırılmışdır (18-21) və əlavə olunmuş məqalədə ətraflı təsvir edilmişdir (22). Biz göstərdik ki, buğda hidrolizatının, sərbəst lösin və sərbəst fenilalanin qarışığının karbohidratlı içki ilə birlikdə qəbulu bir gecəlik orucdan sonra sağlam insanlarda plazma insulininin əhəmiyyətli dərəcədə artmasına səbəb olur (22).

Bu tədqiqatın ilk məqsədi bu yüksək insulinotrop protein hidrolizatının və amin turşusu qarışığının karbohidratla (0,8 q•kq −1 •saat −1 ) birlikdə qəbulunun məşqdən sonra əzələ qlikogen sintezini sürətləndirə biləcəyini və nə dərəcədə olduğunu araşdırmaq idi. . İkinci məqsəd, karbohidrat qəbulunu artırmaqla qlikogen sintezi dərəcələrinin də yüksəldilib- arta biləcəyini müəyyən etmək idi. Seçilmiş qəbul nisbətləri Zawadzki və digərləri tərəfindən istifadə edilənlərə əsaslanırdı (13). Bununla belə, biz əlavələri 30 dəqiqəlik fasilələrlə təmin etmək qərarına gəldik, çünki daha tez-tez karbohidrat qəbulu daha yüksək qlikogen sintezi ilə nəticələnə bilər (4, 11). Bu məqsədləri həyata keçirmək üçün yüksək təlim keçmiş 8 velosipedçi 3 dəfə qlikogenin tükənməsi testi keçirib, bundan sonra tərkibində karbohidrat (0,8 q•kq −1 •saat −1 ), karbohidrat və amin turşusu və zülal hidrolizat qarışığı (0,8 və 0,4) olan içkilər. g•kg −1 •h −1 ) və ya izoenergetik miqdarda karbohidrat (1,2 g•kg −1 •saat −1) 5 saatlıq müddət ərzində qəbul edilmişdir. Plazma insulin və qlükoza konsentrasiyası ölçüldü və glikogen sintaza aktivliyini və əzələ qlikogen tərkibini müəyyən etmək üçün məşqdən dərhal sonra və 5 saat sonra əzələ biopsiyaları götürüldü.


Qlükoneogenez və qlikoliz - əsas fermentlər

Qlükoneogenez mərhələləri

Qlükoneogenez yolu bir çox fermentdən istifadə edir, lakin hamısından deyil qlikoliz.

Qlikoliz və qlükoneogenez üçün ümumi olan reaksiyalar geri çevrilən reaksiyalardır.

Bu geri dönməz addımlardan ikisi qlükokinaza və fosfofruktokinaz-1 tərəfindən kataliz olunan qlikolizin ATP tələb edən iki aktivləşdirmə reaksiyasıdır. Onlar müvafiq olaraq qlükoza 6-fosfataza və fruktoza 1,6-bifosfataza tərəfindən atlanır.

Qlikolizin üçüncü geri dönməz mərhələsi piruvat kinaz tərəfindən kataliz olunan ikinci ATP yaradan reaksiyadır.

Qlükoneogenez yolu piruvat karboksilaza və fosfoenolpiruvat karboksikinazın kataliz etdiyi reaksiyalardan qlikolizin geri dönməz piruvat kinaz reaksiyasını keçmək üçün istifadə edir.

Video - Qlükoneogenez - Biokimya


Sürətli metabolizm

Yeməkdən təxminən 2 saat sonra serum qlükoza səviyyəsinin azalması mədəaltı vəzində insulin istehsalının azalmasına səbəb olacaqdır. Bu nöqtədə sürətli metabolizm, insulinin qlükaqona nisbəti kortizol və epinefrinin əlavə artması ilə <1 (insulin aşağı qlükaqon yüksək) olur. Bu şəraitdə toxumalar qlükoza homeostazını saxlamaq üçün enerji üçün alternativ yanacaqlardan istifadə etməyə keçəcəklər. Aclıq halında metabolizm qlükozanın beyin və qırmızı qan hüceyrələri tərəfindən oksidləşməsinə məhdud təsir göstərəcək, lakin bu, həm skelet əzələsi, həm də qaraciyər tərəfindən yağ turşularının oksidləşməsinin artmasına səbəb olacaqdır (Şəkil 3.6). Bu toxumalar tərəfindən oksidləşən yağ turşuları, piydən epinefrin vasitəçiliyi ilə lipoliz prosesi ilə sərbəst buraxılır. Aclıq vəziyyətində qaraciyər qan qlükozasını saxlamaq üçün həm qlükoneogenez, həm də glikogenolizdən istifadə edərək ilk növbədə qlükozanı buraxacaq.

TOXUMA NÖVÜ YANacaq ORUC VƏZİYYƏTİNDƏ İSTİFADƏ EDİLİR YANACAQ VEREN YOL
Qaraciyər Yağ turşuları Yağda lipoliz
Qırmızı qan hüceyrələri qlükoza Qaraciyər qlikogenolizi və qlükoneogenez
Beyin qlükoza Qaraciyər qlikogenolizi və qlükoneogenez
Skelet əzələsi Yağ turşuları Yağda lipoliz
Cədvəl 3.3 Açıq vəziyyətdə istifadə olunan yanacaqların və yanacaq mənbəyini təmin edən yolların xülasə cədvəli. (LibreTexts CC BY 4.0 vasitəsilə Kindred Grey 2020)

Qaraciyər metabolizmi

Qaraciyərin aclıq vəziyyətində əsas rolu qlükoza sintez etmək və sərbəst buraxmaqdır. Bu vəzifəni asanlaşdırmaq üçün qaraciyər, bu homeostatik proseslər üçün enerji (ATP) yaratmaq üçün əsas yanacaq mənbəyi kimi dövran edən sərbəst yağ turşularından istifadə edəcəkdir. (Bu proseslər Şəkil 3.2 və Cədvəl 3.3 və 3.4-də ümumiləşdirilmişdir)

  1. Glikogenoliz. Hepatik qlikogenoliz qanda qlükoza saxlamaq və beyin və qırmızı qan hüceyrələri üçün oksidləşə bilən substrat təmin etmək üçün qan axınına buraxılan qlükoza təmin edir (Bölmə 4.5).
  2. Qlükoneogenez. Bu, laktat, amin turşuları və/və ya qliseroldan qlükozanı sintez edən anabolik prosesdir. Bu proses (eta)- oksidləşmə nəticəsində yaranan ATP-dən çox asılıdır. İstehsal olunan qlükoza qan qlükozasını saxlamaq və beyin və qırmızı qan hüceyrələri üçün oksidləşə bilən substrat təmin etmək üçün qan axınına buraxılır (Bölmə 5.1).
  3. Yağ turşusu (eta)-oksidləşmə. Bu, asetil-CoA, NADH və FADH(_2) yaratmaq üçün sərbəst yağ turşularının oksidləşdiyi prosesdir. Bu, yüksək enerji verən prosesdir və aclıq vəziyyətində ATP yaratmaq üçün tələb olunur (Bölmə 5.2).
  4. Ketogenez. Bu proses (eta)-oksidləşmə yolu ilə hasil edilən asetil-KoA-dan (eta)-hidroksibutirat və asetoasetat istehsal etmək üçün istifadə edir. Bu keton cisimləri periferik toxumalar tərəfindən oksidləşə bilər, qaraciyər keton cisimlərini oksidləşdirə bilməz (Bölmə 5.2).
  5. Karbamid dövrü. Kortizolun başlatdığı protein katabolizmi qlükoneogenez üçün substrat kimi lazım olan amin turşularını təmin edir. Karbon skeletlərindən (keto-turşulardan) istifadə etmək üçün amin turşuları deaminasiya edilməlidir və ammonyak sidik cövhəri azotunun sintezi yolu ilə utilizasiya edilərək karbamid dövrünə aspartat və ya sərbəst ammonyak şəklində daxil olacaq (Bölmə 5.3).

Qırmızı qan hüceyrələrinin metabolizması

Qırmızı qan hüceyrəsində mitoxondriya yoxdur, buna görə də həm qidalanmış, həm də aclıq şəraitində qlükozanı oksidləşdirir. Bu toxumanın metabolizmi əsasən dəyişməz olaraq qalır.

Beyin metabolizması

Beyin aclıq halları istisna olmaqla, əksər hallarda qlükozanı oksidləşdirəcək. Normal oruc şərtlərində, ketonların sintez ediləcəyinə baxmayaraq, uzun oruc tutana qədər (günlər) beyin onlardan əsas yanacaq mənbəyi kimi istifadə etməyə keçməyəcək.

Skelet əzələlərinin metabolizması

Skelet əzələsi yağ turşularının və ketonların qəbulunu artıracaq.

  1. Yağ turşusu (eta)-oksidləşmə. Bu, asetil-CoA, NADH və FADH(_2) yaratmaq üçün sərbəst yağ turşularının oksidləşdiyi prosesdir (Bölmə 5.2).
  2. Ketonların oksidləşməsi. Skelet əzələsi tərəfindən alınan keton cisimləri yenidən asetil-KoA-ya çevrilə və TCA dövründə oksidləşə bilər (Bölmə 5.2).
  3. Protein katabolizması. Kortizol vasitəsilə zülal katabolizmi də aktivdir və qaraciyərdə qlükoneogenez üçün amin turşuları təmin edir.

Piy mübadiləsi

Aclıq zamanı piydə ən vacib proses lipolizdir.

  1. Lipoliz. Bu proses yığılmış triaçilqliserollardan yağ turşularını azad edəcək və skelet əzələsi və qaraciyər üçün oksidləşə bilən substrat təmin edəcək (Bölmə 5.2).

Fruktoza 1,6 bifosfataza

Substratın mövcudluğu ilə idarə olunur

Cədvəl 3.4: Aclıq zamanı maddələr mübadiləsinin xülasəsi. (LibreTexts CC BY 4.0 vasitəsilə Kindred Grey 2020)

Şəkil 3.2: Aclıq halında maddələr mübadiləsinə baxış. (Kindred Grey 2020 LibreTexts CC BY 4.0 vasitəsilə Pelleyin Rapid Rəyindən Uyğunlaşdırılıb)


Videoya baxın: Glycogen metabolism (Iyul 2022).


Şərhlər:

  1. Marcelus

    Hesab edirəm ki, səhv edirsən. Gəlin müzakirə edək. PM-də mənə yaz.

  2. Charlton

    Daha çox variant var

  3. Alano

    Cəsur, nə əla mesaj

  4. Ketaur

    Bu söz nə deməkdir?

  5. Mucage

    Uşaqlar, bu effektiv üsuldur, ya yox?



Mesaj yazmaq