Цикл Кори

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
лактат, вырабатываемый в результате анаэробного гликолиза в мышцах, транспортируется в печень и превращается в глюкозу, которая затем возвращается в мышцы и циклически метаболизируется обратно в лактат[2]. Расширенное описание включает метаболические пути глюконеогенеза, глутаминовую кислоту (Glu), части цитратного цикла и цикл мочевины
.

Скелетная мышца не способна снова превращать

лактат в глюкозу даже в аэробных условиях: ей не хватает ферментов глюконеогенеза. По этой причине происходит циркуляция метаболитов между мышцами и печенью — последняя имеет соответствующий ферментный репертуар. В своем первоначальном виде этот круговорот органов назывался «циклом Кори». Расширенная форма того же самого, «глюкозо-аланиновый цикл», возможно, имеет большее значение, поскольку она одновременно предотвращает отравление мышц аммиаком
, доставляя его в аппарат детоксикации печени (цикл мочевины).

Биологический смысл

При интенсивной мышечной работе, а также в условиях отсутствия или недостаточного числа

лактата. Лактат не может далее окисляться, он накапливается (при его накоплении в мышцах раздражаются чувствительные нервные окончания, что вызывает характерное жжение в мышцах). С током крови лактат поступает в печень. Печень является основным местом скопления ферментов глюконеогенеза
(синтез глюкозы из неуглеводных соединений), и лактат идет на синтез глюкозы.

Реакция превращения лактата в пируват катализируется лактатдегидрогеназой, далее пируват подвергается окислительному декарбоксилированию или может подвергаться брожению.

В целом, на этапах гликолиза цикла образуется 2 молекулы АТФ за счет 6 молекул АТФ, расходуемых на этапах глюконеогенеза. Каждая итерация цикла должна поддерживаться чистым потреблением 4 молекул АТФ. В результате цикл не может продолжаться бесконечно. Интенсивное потребление молекул АТФ в цикле Кори переносит метаболическую нагрузку с мышц на печень.

История

Цикл Кори получил название по первооткрывателю — его открыла чешская ученая, лауреат Нобелевской премии Тереза Кори.

Химические превращения

Значение

Важность цикла основана на предотвращении лактоацидоза во время анаэробных условий в мышцах. Однако обычно, прежде чем это произойдет, молочная кислота выводится из мышц в печень[3].

Кроме того, этот цикл важен для производства АТФ, источника энергии, во время мышечной нагрузки. Окончание мышечной нагрузки позволяет циклу Кори функционировать более эффективно. Это погашает кислородный долг, поэтому и цепь переноса электронов, и цикл лимонной кислоты могут производить энергию с оптимальной эффективностью[3].

Цикл Кори является гораздо более важным источником субстрата для глюконеогенеза, чем пища[4][5]. Вклад лактата цикла Кори в общее производство глюкозы увеличивается с увеличением продолжительности голодания до наступления плато[6]. В частности, после 12, 20 и 40 часов голодания у добровольцев-людей на глюконеогенез приходится 41 %, 71 % и 92 % производства глюкозы, но вклад лактата из цикла Кори в глюконеогенез составляет 18 %, 35 % и 36 % соответственно[6]. Оставшаяся глюкоза вырабатывается в результате расщепления белка[6], мышечного гликогена[6], и глицерина в результате липолиза[7].

Препарат метформин может вызывать лактоацидоз у пациентов с почечной недостаточностью, поскольку метформин ингибирует печеночный глюконеогенез цикла Кори, в частности комплекса 1 дыхательной цепи митохондрий[8]. Накопление лактата и его субстратов для производства лактата, пирувата и аланина, приводит к избытку лактата[9]. Обычно избыток кислоты, который является результатом ингибирования комплекса митохондриальных цепей, выводится почками, но у пациентов с почечной недостаточностью почки не могут справиться с избытком кислоты. Распространенное заблуждение гласит, что лактат является агентом, ответственным за ацидоз, но лактат представляет собой конъюгатное основание, которое в основном ионизируется при физиологическом рН и служит маркером образования кислоты, а не её причиной[10][11].

Глюкозо-аланиновый цикл

Глюкозо-аланиновый цикл

Белки расщепляются до

пиридоксальфосфат (ПЛФ) при трансаминировании; Таким образом, ПЛФ превращается в пиридоксаминфосфат (ПАМФ). Аланинаминотрансфераза (АЛАТ, АЛТ) (также называемая глутамат-пируваттрансаминазой, ГПТ) переносит аминогруппировку ПАМФ на пируват в мышцах. Таким образом, образуется аланин и регенерированный ПЛФ, который, таким образом, может поглощать новые аминогруппы. Аланин транспортируется через кровь в печень, где АЛАТ из ПЛФ и аланина делает ПАМФ и пируват, который можно использовать для глюконеогенеза
и отправлять обратно во внепеченочные клетки в виде глюкозы.

Через АЛАТ аминогруппа переносится из ПАМФ в

фумарата. Из аргинина в конечном итоге отделяется мочевина. Из фумарата можно регенерировать в аспартат через малат и оксалацетат (аспартатный цикл
). Мочевина выводится через почки.

В отличие от цикла Кори, цикл аланина не только регенерирует углеводы, но и выводит NH3 из мышц. Однако для этого в синтезе мочевины в печени также необходимо потратить энергию на утилизацию NH3.

Использованная литература

  1. Carl and Gerty Cori and Carbohydrate Metabolism (англ.). National Historic Chemical Landmark. American Chemical Society (2004). Дата обращения: 12 мая 2020. Архивировано 25 января 2022 года.
  2. Lehninger Principles of Biochemistry. — Fourth. — New York : W.H. Freeman and Company, 2005. — P. 543. — ISBN 978-0-7167-4339-2.
  3. 1 2 "Cori Cycle. Virtual Chem Book 1–3. Elmhurst College (2003). Дата обращения: 3 мая 2008. Архивировано 23 апреля 2008 года.
  4. 27 августа 2022 года.
  5. 27 августа 2022 года.
  6. .
  7. 27 августа 2022 года.
  8. 15 ноября 2021 года.
  9. 16 июня 2022 года.
  10. The myth of lactic acidosis. Дата обращения: 27 августа 2022. Архивировано 3 марта 2022 года.
  11. Metformin toxicity.

Примечания