Навигация по сайтуНавигация по сайту

Метаболизм углеводов


Метаболизм углеводов

Скорость окисления жирных кислот сама по себе служит важнейшим регулятором углеводного метаболизма в миокарде.~ '~ Этот регуляторный механизм реализуется в митохондриях, где активный процесс окисления жирных кислот ингибирует пируватдегидрогеназу (ПДГ) посредством повышения величины отношений NADH/NAD+ и ацетил-КоА/свободный КоА стимулирует ПДГ-киназу - фермент, который фосфорилирует и тем самым ингибирует ПДГ (Рисунок 2). Эксперименты на животных показали, что фармакологическое ингибирование процесса окисления жирных кислот приводит к быстрой активации ПДГ и усиленному b-окислению лактата и глюкозы в миокарде.

Миокард потребляет глюкозу при помощи специальных мембранных белков - переносчиков и либо аккумулирует ее в виде гликогена, либо метаболизирует в процессе гликолиза до уровня пирувата.'~ Синтез АТФ в процессе гликолиза не требует кислорода, но происходит крайне медленно и в ничтожном количестве (<2% от общего объема АТФ, образующегося в миокарде) по сравнению с аэробным синтезом АТФ в митохондриях. В нормальных условиях количество пирувата, образующегося в процессе гликолиза, примерно равно количеству пирувата, образующегося из молочной кислоты (лактата).

Процессы окисления пирувата, а следовательно, глюкозы и лактата, регулируются на митохондриальном уровне. Пируват, окисляясь под действием ПДГ, трансформируется в ацетил-КоА. При этом образуется NADH. Захват и окисление глюкозы и лактата интактными кардиомиоцитами ингибируются при высокой концентрации жирных кислот в плазме крови и при интенсивном их окислении в миокарде.

Фармакологические воздействия, повышающие концентрацию свободных жирных кислот в плазме крови (например, введение гепарина) быстро ингибируют потребление глюкозы и лактата миокардом.'6 '~ Напротив, целенаправленное снижение концентрации свободных жирных кислот в плазме при помощи инсулина и никотиновой кислоты ускоряет захват и окисление глюкозы и лактата.~ '~ Этот феномен предположительно можно объяснить влиянием процесса окисления жирных кислот на величину отношений NADH/NAD+ и ацетил- КоА/свободный КоА в митохондриях и ингибированием активности ПДГ.

Метаболизм ишемизированного миокарда


Ишемия миокарда возникает тогда, когда объем потребления миокардом кислорода и интенсивность аэробного синтеза АТФ недостаточны для поддержания сократительной функции миофибрилл, соответствующей имеющимся ЧСС, АД и инотропному состоянию кардиомиоцитов (Рисунок 3).

У больных ИБС, находящихся в состоянии покоя, уровень коронарной перфузии и потребление миокардом кислорода, как правило, функционально достаточны, однако резерв прироста скорости коронарного кровотока в ответ на повышение метаболических потребностей миокарда (например, на фоне физической нагрузки) у них резко ограничен.

Умеренно выраженная ишемия миокарда (при снижении коронарной перфузии на 30-60%) приводит к пропорциональному уменьшению потребления клетками кислорода и образования в них АТФ (Рисунок 4). При этом резко активируется гликолиз, усиливается захват клетками глюкозы и быстро истощаются внутриклеточные запасы гликогена;~ однако пируват, образующийся в процессе гликолиза, не может окисляться в митохондриях и в результате восстанавливается до молочной кислоты в цитоплазме. Интактный миокард в норме активно потребляет лактат, тогда как в условиях ишемии кардиомиоциты начинают его продуцировать. По мере накопления лактата в клетках происходит снижение рН с нормального уровнях' до очень низких значений. Снижение внутриклеточного рН нарушает процесс утилизации энергии, высвобождающейся при распаде АТФ. При низких значениях рН для эффективного сокращения миофибрилл требуется более высокая концентрация катионов кальция, что приводит к перегрузке клеток кальцием в систолу. Вследствие этого резко возрастает количество АТФ, необходимого для поддержания нормального функционирования саркоплазматической системы кальциевого транспорта. Таким образом, снижение рН при ишемии приводит к тому, что энергия распада АТФ в основном расходуется на поддержание кальциевого гомеостаза, и в меньшей степени на сокращение миофибрилл. Остаточный аэробный синтез АТФ в митохондриях при умеренной ишемии -обеспечивается за счет окисления жирных кислот. Таким образом, при уменьшении потребления кислорода на 50% основной объем АТФ (60-80%) образуется в митохондриях в процессе окисления жирных кислот. Этому не препятствует ускоренный процесс гликолиза и высокая скорость образования лактата (Рисунок 5).Несмотря на ускорение анаэробного процесса гликолиза, скорость захвата клетками жирных кислот снижается только на 40%. Аналогичные результаты были получены в эксперименте на модели ишемизированного миокарда с использованием субстратов, меченных изотопами. При этом было наглядно продемонстрировано отсутствие выраженных изменений долевого участия глюкозы и жирных кислот в общем процессе аэробного синтеза АТФ при снижении коронарной перфузии на 30-60%. Таким образом, при ишемии миокарда нарушается процесс окисления пирувата и усиливается образование лактата, несмотря на достаточно высокий темп окисления жирных кислот.


На долю анаэробного синтеза АТФ при умеренно выраженной ишемии (снижение коронарной перфузии примерно на 50%) приходится лишь 5-15% от общего объема АТФ, образующегося в клетках.' Этот факт свидетельствует о важной роли механизмов аэробного синтеза АТФ в условиях частичного нарушения перфузии миокарда.

Опубликовано: 07.05.2008 в 12:37

Комментарии

Комментарии отсутствуют

Выберите себе хорошего специалиста!

Понравилось? Поделитесь с друзьями или разместите у себя: