Метаболизм углеводных субстратов в кардиомиоците

11 Июля в 11:25 1380 0


Основные энергетические субстраты кардиомиоцитов — свободные неэстерифицированиые ЖК, углеводы (в основном глюкоза), лактат, а также аминокислоты и кетоновые тела. В кардиомиоцитах эти субстраты превращаются в доступную для использования клеткой форму макроэргических соединений — аденозинтри-фосфорную кислоту (АТФ) и креатинфосфат, синтез которых осуществляется как аэробным, так и анаэробным путём. В сердце сократительный процесс в большей степени осуществляется за счёт аэробной выработки АТФ в митохондриях, что подтверждает линейная зависимость скорости поглощения сердцем кислорода от величины его работы. Основные этапы энергетического метаболизма в кардиомиоцитах представлены на рис. 1. 

Энергетический метаболизм в кардиомиоците
Рис. 1. Энергетический метаболизм в кардиомиоците

Метаболизм углеводных субстратов в кардиомиоците 

Глюкоза поступает из крови в цитоплазму кардиомиоцита через сарколемму пассивно, по градиенту концентрации с помощью белков-переносчиков — «глюкозных транспортёров» GLUT-1 и GLUT-4. GLUT-1 постоянно находится в сарколемме и обеспечивает поступление глюкозы в обычных условиях. GLUT-4 находится в цитоплазме в мембрано-ограниченных везикулах. Под влиянием инсулина везикулы сливаются с сарколеммой кардиомиоцита, что приводит к увеличению числа молекул переносчика в мембране, усилению его активности и повышению поступления глюкозы в клетку. В связи с этим GLUT-4 можно рассматривать в качестве мишени для фармакологического воздействия. 

Этапы метаболизма глюкозы в кардиомиоците. В кардиомиоците метаболизм глюкозы проходит в два этапа. 
  • Первый этап. В цитоплазме клетки глюкоза подвергается анаэробному гликолизу с образованием аниона пировиноградиой кислоты (пирувата). При этом синтезируются лишь 2 молекулы АТФ. Анаэробный гликозид не способен обеспечить сократительную способность кардиомиоцита, однако играет важную роль в поддержании ионных градиентов и целостности клеточной мембраны при ишемии.
  • Второй этап. Образовавшийся пируват при наличии достаточного количества О2 поступает в митохондрии, где подвергается ферментативному декарбоксилированию, превращаясь в ацетил-КоА, который поступает в цикл Кребса. Окисление пирувата обеспечивает синтез 38 молекул АТФ. 
Превращение пирувата в ацетил-КоА катализирует пируват дегидрогеназа, которая располагается в матриксе митохондрий, где вместе с ферментами, регулирующими ее активность, образует комплекс. Регуляцию его активности осуществляют различные факторы, среди которых наиболее важны изменения отношений ацетил-КоА/КоА и НАДН/НАД+ в матриксе митохондрий. Активность пируват дегидрогеназы лимитирует скорость окисления глюкозы, поэтому её используют в качестве мишени для фармакологического воздействия. 


Лактат (анион молочной кислоты) в цитоплазме кардиомиоцита под действием лактат дегидрогеназы (ЛДГ) превращается в пируват, который в дальнейшем метаболизируется в митохондриях. В условиях недостатка О2 при ишемии происходит превращение пирувата в лактат, который клетка не утилизирует, поэтому он поступает в кровь, что служит хорошо известным маркёром гликолиза в кардиомиоците.

Осадчий К.К.
Метаболические препараты
Похожие статьи
показать еще
 
Клиническая фармакология