Глюкуроновая кислота - биохимическая «родственница» знаменитой гиалуроновой - не столь широко применяется в косметике, как она, но в качестве физиологического соединения точно также незаменима.

Синонимы: Glucuronic Acid, COH (CHOH) 4 COOH; D-glucuronic acid. Запатентованные формулы: Sodium hyaluronate (Cosmetic grade), Protanal PC 2340 Discontinued, Algae Polysaccharide, Teflose®.

Действие глюкуроновой кислоты в косметике

Глюкуроновая кислота важна прежде всего тем, что является предшественницей «гиалуронки»: так, полимерная разветвленная цепь гиалуроновой кислоты построена из эквивалентного числа звеньев aцeтил-глюкoзaминa и глюкуроновой кислоты.

Помимо этого, глюкуроновая кислота является распространенным строительным блоком важных для структурной целостности кожи протеогликанов и гликоглицеролипидов, таких как указаны ниже…

• Гепарин, который является ингибитором свертывания крови и синтезируется в тучных клетках, легких и печени.
• Хондроитин сульфат - он содержится в больших количествах в хрящевой ткани, крупных сосудах, соединительной ткани, костях и коже.
• Дерматансульфат - незаменимый протеогликан, в изобилии присутствующий в составе кожи, сердечной мышцы и кровеносных сосудах.
• Кератансульфаты - структурный материал роговицы глаз, хрящей и костей.

Также глюкуроновая кислота принимает активное участие в клеточном метаболизме и незаменима для кожи как мукополисахарид. Соответственно, ее функции в косметике основаны перечисленных свойствах, однако как самостоятельный компонент она в ней практически не используется в связи с нестабильностью. Кроме того, глюкуроновая кислота выступает в косметике и как регулятор кислотности, но опять же, практически всегда только в сочетании с другими активными веществами. (Хотя если мыслить шире, то этот ингредиент весьма распространен, ведь косметики на основе гиалурновой кислоты на рынке просто несметное множество.)

В последнее время глюкуроновая кислоту тестируют в качестве защитного соединения. Дело в том, что при повышенной температуре, химическом, окислительном или физическом стрессе, а также под воздействием ультрафиолетового излучения кожа дает немедленную физиологическую реакцию, сопряженную с мощной экспрессией в ее клетках белков теплового шока. Таким образом, клетки с повышенным уровнем белка теплового шока становятся более толерантными к стрессовым условиям и быстрее гибнут, а кожа - стареет. Биохимики пытаются использовать функции глюкуроновой кислоты в качестве профилактического средства, защищающего от старения кожи. Применение глюкуроновой кислоты показывало значительное снижение синтеза белков теплового шока. Таким образом глюкуроновая кислота в достаточно высокой концентрации предотвращает гибель клеток дермы и эпидермиса, индуцированную вторичным э стрессом (повреждением белками теплового шока и перекисными реакциями). Результаты исследований свидетельствуют о том, что глюкуроновая кислота - достаточно перспективный косметически активный ингредиент, который всего лишь требуется стабилизировать.

Как вспомогательный компонент в косметике глюкуроновая кислота также может работать в качестве буферного вещества и хелатообразователя, то есть агента, связующего метаболиты токсичных металлов.

Кому показана глюкуроновая кислота

• Для увлажнения кожи.
• Для смягчения кожи.
• Для снижения воспалений на коже.

Также глюкуроновая кислоту применяют в антиперспирантах, так как она обладает освежающими свойствами, и в качестве хумектанта при акне, когда кожа нуждается в увлажнении, однако повышает себорегуляцию в ответ на стандартные увлажняющие ингредиенты. В частности подобные свойства она проявляет в присутствие таких компонентов, как пропандиол, рамноза, выступая успокаивающим и противовоспалительным средством.

Кому противопоказана глюкуроновая кислота

Строгое противопоказание - реакция индивидуальной гиперчувствительности, однако это органический компонент, который не может спровоцировать аллергическую реакцию (при условии достаточной очистки сырья).

Косметика, содержащая глюкуроновую кислоту

Глюкуроновая кислота применяется в средствах личной гигиены (продукты для душа и ванны, для ухода за полостью рта и т.д.). Ее также могут содержать антиперспиранты и дезодоранты, косметические средства по уходу за кожей (увлажнение, очищение лица), уходу за телом, включая детские серии. Согласно Регламенту Европейского Союза, рекомендуемая концентрация этого компонента в готовой косметической продукции составляет 1 до 4%.

Косметика с глюкуроновой кислотой для увлажнения и профилактики старения в нашем каталоге

Источники глюкуроновой кислоты

Глюкуроновая кислота образуется естественным образом в организме из глюкозы при окислении ее первичной спиртовой группы. Это органическое соединение D широко распространено в животном и растительном мире, входит в состав кислых мукополисахаридов, некоторых бактериальных полисахаридов, тритерпеновых сапонинов, гемицеллюлозы гуммиарабика и камедей. Свободная глюкуроновая кислота в небольших количествах также присутствует в крови и моче человека.

Как одна из уроновых кислот глюкуроновая кислота (от «глюкоза» и греч. uron — моча) хорошо растворима в воде, оптически активна. Впервые ее, кстати, получили из урины. Сегодня в большинстве способов получения D-глюкуроновой кислоты исходят из 1,2-изопропилиден-D-глюкозы, при окислении которой выделяют 1,2-изопропилиден-D-глюкуроновую кислоту или (чаще) ее соли (натрия, калия, и пр.). Для превращения последних соединений в глюкуроновую кислоту необходимо провести также стадии нейтрализации солей и кислотного гидролиза 1,2-изопропилиденовой группы.

Глюкуроновая и аскорбиновая кислоты играют важную роль в метаболизме. Глюкуроновая кислота принимает участие в обезвреживании токсических и чужеродных веществ в организме животных. Аскорбиновая кислота является водорастворимым витамином, участвующим в различных окислительно-восстановительных реакциях.

Для образования этих продуктов метаболизма глюкозо-6-фосфат под действием фосфоглюкомутазы превращается в глюкозо-1-фосфат (рис. 94).

Рисунок 94 – Путь образования глюкуроновой кислоты из глюкозы

Глюкозо-1-фосфат далее взаимодействует с УТФ, в результате чего образуется УДФ-глюкоза. УДФ-глюкоза подвергается окислению с образованием УДФ-глюкуроновой кислоты, которая представляет собой активную форму глюкуроновой кислоты. Кроме того, этот промежуточный продукт обмена выступает в качестве предшественника аскорбиновой кислоты:

Из представленного рисунка видно, что заключительная реакция процесса образования аскорбиновой кислоты катализируется ферментом гулонолактоноксидазой. Важно заметить, что этот энзим отсутствует в организме человека, морской свинки и некоторых приматов. Поэтому аскорбиновая кислота у них проявляет свойства витамина и является незаменимым компонентом пищи.

Для обеспечения синтеза глюкуроновой кислоты и витамина С обычно используется небольшая доля внутриклеточного пула глюкозы. Однако значение этого пути метаболизма трудно переоценить.

Синтез глюкозы

Синтез глюкозы в животных и растительных организмах происходит различными путями. Наиболее эффективным путем образования глюкозы в растениях является фотосинтез.

Синтез глюкозы в растениях обеспечивается энергией поглощаемого света и происходит во время темновой стадии фотосинтеза в цикле Кальвина (рис. 85). В животных организмах глюкоза образуется в процессе глюконеогенеза. В процессе глюконеогенеза и превращений в цикле Кальвина встречается много одинаковых ферментативных реакций, обеспечивающих обращение необратимых реакций гликолиза.

Глюконеогенез

Глюконеогенез представляет собой процесс синтеза глюкозы из неуглеводистых соединений. В качестве предшественников глюкозы могут выступать молочная и пировиноградная кислоты, глицерин, гликогенные аминокислоты (аланин, серин, цистеин, треонин и др.) и промежуточные продукты цикла Кребса.

Глюконеогенез и гликолиз являются антагонистическими путями метаболизма (рис. 95). В них используется ряд одинаковых ферментативных реакций (фосфоглюкоизомеразная, альдолазная, глицеральдегид-3-фосфатдегидро-геназная и др.), которые представляют собой обратимые реакции гликолиза.

Вместе с тем глюконеогенез не представляет собой простое обращение гликолиза. В процессе гликолиза выделяются три необратимые ключевые реакции (гексокиназная, фосфофруктокиназная и пируваткиназная), для которых в глюконеогенезе существуют специфические обходные пути. Превращения промежуточных продуктов обмена в этих путях катализируются ключевыми ферментами глюконеогенеза.

На рис. 96 представлен механизм образования глюкозы из пировиноградной кислоты. Из представленного рисунка видно, что в глюконеогенезе существуют три обходных пути необратимых реакций гликолиза.

Рисунок 95 – Взаимоотношение процессов гликолиза и глюконеогенеза из

пировиноградной кислоты (ФЭПКаза – фосфоенолпируваткарбоксикиназа)

Первый обходной путь связан с превращением пировиноградной кислоты в фосфоенолпируват. Он осуществляется в несколько этапов. Первый из них происходит внутри митохондрий, где под влиянием фермента пируваткарбоксилазы, происходит образование оксалоацетата из пирувата:

Пируваткарбоксилаза является биотинзависимым аллостерическим ферментом. В качестве его активатора выступает ацетил-КоА.

Все последующие превращения промежуточных продуктов глюконеогенеза протекают в цитозоле клетки. Вместе с тем внутренняя митохондриальная мембрана непроницаема для оксалоацетата. Его перенос из митохондрий в цитозоль клетки обеспечивается специфической системой транспорта (рис. 92).

Рисунок 96 – Механизм переноса оксалоацетата из митохондрий в цитозоль (МДГ мт – митохондриальная малатдегидрогеназа,

МДГ цит – цитоплазматическая малатдегидрогеназа,

ПДК – переносчик дикарбоксилатов)

Как видно из представленной схемы, в митохондриальном матриксе происходит восстановление оксалоацетата в малатдегидрогеназной реакции. Образовавшаяся при этом яблочная кислота транспортируется через внутреннюю митохондриальную мембрану с помощью переносчика дикарбоксилатов. Оказавшись в цитозоле, она вновь окисляется в оксалоацетат в реакции, катализируемой цитоплазматической малатдегидрогеназой

В цитозоле оксалоацетат вступает в реакцию, которая катализируется ферментом фосфоенолпируваткарбоксикиназой (ФЭПКазой):

Из представленного уравнения видно, что процесс образования фосфоенолпиравата из оксалоацетата является энергозависимым. Для его обеспечения требуется молекула ГТФ.

Второй обходной путь глюконеогенеза связан с превращением фруктозо-1,6-дифосфата во фруктозо-6-фосфат. Он катализируется ключевым ферментом глюконеогенеза-фруктозо-1,6-дифосфатазой, которая относится к классу гидролаз:

Образовавшийся фруктозо-6-фосфат затем в фосфоглюкоизомеразной реакции превращается в глюкозо-6-фосфат.

Третий обходной путь глюконеогенеза связан с превращением глюкозо-6-фосфата в свободную глюкозу. Он катализируется глюкозо-6-фосфатазой:

Глюкозо-6-фосфатаза присутствует не во всех тканях внутренних органов животных. Наиболее активна она в корковом слое почек, печени и слизистой оболочке тонкого кишечника. В других органах глюкозо-6-фосфатаза отсутствует. Поэтому процесс глюконеогенеза в них не происходит.

Суммируя представления о глюконеогенезе, можно представить балансовое уравнение этого процесса в следующем виде:

Как видно из балансового уравнения, новообразование глюкозы в животных клетках требует значительных энергетических затрат. При синтезе молекулы глюкозы из пировиноградной кислоты потребляется шесть молекул макроэргических фосфатов (АТФ и ГТФ) и две молекулы восстановленного НАД. В этой связи глюконеогенез может происходить только при достаточно высоком уровне энергетического обеспечения клеток.

Другим важным источником глюкозы являются гомополисахариды, представленные в растительных клетках крахмалом, а в животных – гликогеном. Оба эти полисахариды представляют собой легко мобилизируемую запасную форму глюкозы.

Распад крахмала и гликогена происходит с помощью одинаковых механизмов.

ГЛЮКУРОНОВАЯ КИСЛОТА

одноосновная гексуроновая к-та, образующаяся из D-глюкозы при окислении её первичной гидроксильной группы. D-Г. к. широко распространена в животном и растит, мире: входит в состав кислых мукополисахаридов, нек-рых бактериальных полисахаридов, тритерпеновых сапонинов, гемицеллюлоз, камедей. Свободная D-Г. к., образующаяся при окислит, расщеплении миоинозита ферментами печени, обнаружена в крови и моче животных в очень небольших кол-вах. В виде гликозидов (глюкуронидов) с мочой выводятся нек-рые продукты обмена веществ, в т. ч. ядовитые (фенол, крезол) и мн. лекарств, вещества. Г. к.- предшественник в биосинтезе аскорбиновой к-ты.

.(Источник: «Биологический энциклопедический словарь.» Гл. ред. М. С. Гиляров; Редкол.: А. А. Бабаев, Г. Г. Винберг, Г. А. Заварзин и др. - 2-е изд., исправл. - М.: Сов. Энциклопедия, 1986.)

• - разговорное название психоделика ЛСД...

  Альтернативная культура. Энциклопедия

• - химическое соединение, содержащее водород, который может быть замещен металлом или другим положительным ионом с образованием соли. Кислоты растворяются в воде с получением ионов водорода, то есть действуют как...

  Научно-технический энциклопедический словарь

• - glucuronic acid - .Одноосновная органическая кислота, образующаяся из D-глюкозы при окислении ее первичной гидроксильной группы; Г.к. входит в состав мукополисахаридов и др. сложных молекул...

  Молекулярная биология и генетика. Толковый словарь

• - производное глюкозы, входящее в состав гиалуроновой кислоты, гепарина и т. д....

  Большой медицинский словарь

• - витамин В, играющий важную роль в процессе синтеза нуклеиновых кислот. Метаболическая роль фолиевой кислоты зависит от наличия в организме витамина В 12 , и дефицит одного из них может привести к дефициту другого...

  Медицинские термины

• - см. Бор и его соединения...

  Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

• - см. Гидроароматические соединения...

  Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

• - см. Глицерин...

  Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

• - C6H10O7. В желтой краске, привозимой из Индии и Китая, находится магнезиальная соль эвксантиновой кислоты C19H16O10...

  Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

• - см. Нитрокислоты...

  Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

• - одна из уроновых кислот, COH 4COOH; в организме образуется из глюкозы при окислении её первичной спиртовой группы...

  Большая Советская энциклопедия

• - одноосновная органическая кислота, образующаяся при окислении глюкозы. Входит в состав сложных углеводов растений и животных. Обнаружена в крови и моче человека и животных...

  Большой энциклопедический словарь

• - Р....

  Орфографический словарь русского языка

• - аш-кислоты...

  Орфографический словарь-справочник

• - сущ., кол-во синонимов: 1 кислота...

  Словарь синонимов

"ГЛЮКУРОНОВАЯ КИСЛОТА" в книгах

автора

Рибонуклеиновая кислота

Из книги Антропология и концепции биологии автора Курчанов Николай Анатольевич

Борная кислота

автора Баранов Анатолий

Дезоксирибонуклеиновая кислота

Из книги Антропология и концепции биологии автора Курчанов Николай Анатольевич

Дезоксирибонуклеиновая кислота Дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК) является местом хранения генетической информации организмов, поэтому можно сказать, что это «самая главная молекула». Молекула ДНК состоит из двух полинуклеотидных цепей, спирально закрученных одна

Рибонуклеиновая кислота

Из книги Антропология и концепции биологии автора Курчанов Николай Анатольевич

Рибонуклеиновая кислота Молекулы рибонуклеиновой кислоты (РНК), несмотря на их разнообразие, построены по общим структурным принципам. Они состоят из одной полинуклеотидной цепочки, значительно более короткой, чем цепочка ДНК. В нуклеотидах имеются 4 типа азотистых

Борная кислота

Из книги Здоровье Вашей собаки автора Баранов Анатолий

Борная кислота Борная кислота - это бесцветные блестящие кристаллы или мелкий порошок. В холодной воде растворяется плохо, в горячей воде хорошо.Борная кислота обладает слабым противомикробным действием и почти не раздражает ткани, кожу.В ветеринарной практике

Соляная кислота

Из книги Рассказы автора Листенгартен Владимир Абрамович

Соляная кислота В середине 1950-х годов геологическая партия, в которую я был направлен на практику, базировалась в Худатском районе Азербайджана. Снабжение партии шло из города Баку и осуществлялось обычно на грузовых машинах того времени - ГАЗ-51 или ГАЗ-63. На них же часто

Лимонная кислота

Из книги Оригинальные рецепты варенья из лука, кабачков, арбузов и лепестков цветов автора Лагутина Татьяна Владимировна

Борная кислота

Из книги Всё о специях автора Хворостухина Светлана Александровна

Кислота

Из книги История диджеев автора Брюстер Билл

Кислота Как известно, на каком-то этапе в ночных клубах произошли впечатляющие перемены: они стали потусторонними местами с огромными пульсирующими системами звука и света, способными выбить из вашего тела то, что называется реальностью. Клабберы превратились из

Кислота (ЛСД)

Из книги В ночном клубе автора Куропаткина Марина Владимировна

Кислота (ЛСД) Это диэтиламид лизергиновой кислоты, химический препарат, который также производят в подпольных лабораториях. Нередко им пропитывают обычную промокашку. Для того чтобы добиться необходимого эффекта, достаточно положить под язык кусочек промокашки

Фтористоводородная кислота (плавиковая кислота)

Из книги Наркотики и яды [Психоделики и токсические вещества, ядовитые животные и растения] автора Петров Василий Иванович

Фтористоводородная кислота (плавиковая кислота) Бесцветная, едкая, хорошо растворимая в воде жидкость. Легколетуча. Пары тяжелее воздуха. Коррозионна. Негорюча.Пары поражают глаза, слизистые оболочки верхних дыхательных путей и полости рта. При заглатывании паров

Кислота

Из книги Альтернативная культура. Энциклопедия автора Десятерик Дмитрий

Кислота КИСЛОТА - разговорное название психоделика ЛСД (диэтиламид лизергиновой кислоты). Производные от этого слова - «кислый», «кислотный» - используются для обозначения тех субкультурных явлений, произведений, направлений, которые, в той или иной степени,

Глюкуроновая кислота

Из книги Большая Советская Энциклопедия (ГЛ) автора БСЭ

Тиоктовая кислота (альфа-липоевая кислота) + N-ацетил-L карнитин

Из книги Палеодиета – живое питание для здоровья автора Вулф Робб

Тиоктовая кислота (альфа-липоевая кислота) + N-ацетил-L карнитин Эта комбинация слегка отличается от других тем, что направлена на улучшение работы познавательной и половой функций организма. Тиоктовая кислота – мощный растворимый в воде и в жире антиоксидант. N-ацетил-L

Биологическая химия Лелевич Владимир Валерьянович

Путь глюкуроновой кислоты

Путь глюкуроновой кислоты

Доля глюкозы, отвлекаемой на метаболизм по пути глюкуроновой кислоты очень невелика по сравнению с большим ее количеством, расщепляемым в процессе гликолиза или синтеза гликогена. Однако продукты этого вторичного пути жизненно необходимы организму.

УДФ-глюкуронат способствует обезвреживанию некоторых чужеродных веществ и лекарственных препаратов. Кроме того, он служит предшественником Д-глюкуронатных остатков в молекулах гиалуроновой кислоты и гепарина. В организме человека, морской свинки и некоторых видов обезьян аскорбиновая кислота (витамин С) не синтезируется, так как у них отсутствует фермент гулонолактон-оксидаза. Эти виды должны получать весь необходимый им витамин С с пищей.

Из книги Пранаяма. Сознательный способ дыхания. автора Гупта Ранджит Сен

2.1. Путь йоги Философия йоги впервые стала известна западному миру, когда Свами Вивекананда выступил с речью в Религиозном парламенте в Чикаго 11 сентября 1893 года. Позже, в 1920 году, Парамаханса Йогананда обратился к Международному религиозному конгрессу в Бостоне. В том же

Из книги Моральное животное автора Райт Роберт

Путь Зуни При всех наводящих на размышления параллелях между устремлениями обезьяны и человека, различия остаются большими. У людей статус часто не очень связан с физической властью. Верно то, что откровенное физическое господство часто является ключом к социальной

Из книги Новейшая книга фактов. Том 1 [Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина] автора

Из книги Пчелы автора Васильева Евгения Николаевна

ПУТЬ К НЕКТАРУ

Из книги Краткая история биологии [От алхимии до генетики] автора Азимов Айзек

Глава 14 Молекулярная биология. нуклеиновые кислоты Вирусы и геныКак только молекулы протеина вошли под контроль науки, неожиданно обнаружилось, что на роль первородных кирпичиков жизни претендуют совсем иные, нежели предполагали ученые, структуры. Эти структуры вышли

Из книги Живые часы автора Уорд Ритчи

17. Часы и нуклеиновые кислоты Толковый словарь определяет «творческое мышление» как переосмысливание предшествующего опыта для создания новых «образов», подводящих к решению той или иной проблемы. Прекрасный пример тому являет собой работа Эрета.В 1948 году, окончив

Из книги Биология [Полный справочник для подготовки к ЕГЭ] автора Лернер Георгий Исаакович

Из книги Жизнь как она есть [Её зарождение и сущность] автора Крик Фрэнсис

Глава 5. Нуклеиновые кислоты и молекулярная репликация Теперь, когда мы в несколько абстрактных выражениях описали требования к живой системе, мы должны подробнее рассмотреть, как осуществляются различные процессы в тех организмах, которые мы видим повсюду. Как мы уже

Из книги Новейшая книга фактов. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина автора Кондрашов Анатолий Павлович

К чему приводит недостаточность в человеческом организме пантотеновой кислоты? Пантотеновая кислота (витамин В5) синтезируется зелеными растениями, микроорганизмами, в том числе кишечной микрофлорой. В составе кофермента А пантотеновая кислота участвует в обмене

Из книги Три билета до Эдвенчер. Путь кенгуренка. автора Даррелл Джеральд

ПУТЬ КЕНГУРЕНКА Крису и Джиму в память о пиявках, лирохвостах и велосипеде в дымоходе (не говоря уже о светлячках) ПРЕДВАРЕНИЕ Перед вами повесть о шестимесячном путешествии, во время которого мы побывали в Новой Зеландии, Австралии и Малайе. Путешествие это состоялось

Из книги Неандертальцы [История несостоявшегося человечества] автора Вишняцкий Леонид Борисович

Из книги Происшествия под водой автора Меркульева Ксения Алексеевна

В трудный путь Взгляните на эту рыбу. Вам сразу станет понятно, почему ее назвали горбушей. Только не думайте, что она всегда бывает такой горбатой.Горбуши - стройные и красивые рыбы. Рыба - мать - серебристая, а у самца спина синяя с зеленым переливом. Такими плавают они в

Из книги Биология. Общая биология. 10 класс. Базовый уровень автора Сивоглазов Владислав Иванович

Путь к морю Не зная, что он уже подсчитан, «рваный плавничок» бойко плыл со своей стайкой по широкой реке. Рядом с ним был вертлявый сазанчик с царапиной на боку.Не успели они проплыть и нескольких шагов, как к ним метнулась какая?то тень, раскрылась зубастая пасть.«Рваный

Из книги Антропология и концепции биологии автора Курчанов Николай Анатольевич

9. Органические вещества. Нуклеиновые кислоты Вспомните!Почему нуклеиновые кислоты относят к гетерополимерам?Что является мономером нуклеиновых кислот?Какие функции нуклеиновых кислот вам известны?Какие свойства живого определяются непосредственно строением и

Из книги Биологическая химия автора Лелевич Владимир Валерьянович

2.2. Нуклеиновые кислоты Нуклеиновые кислоты обеспечивают хранение и воспроизведение наследственной информации. Этим определяется их фундаментальное значение для жизни на Земле.Нуклеиновые кислоты – это полимеры, мономерами которых являются нуклеотиды. Нуклеотид

Из книги автора

Пентозофосфатный путь (ПФП) ПФП, называемый также гексозомонофосфатным шунтом, служит альтернативным путем окисления глюкозо-6-фосфата. По ПФП в печени метаболизируется до 33 % всей глюкозы, в жировой ткани – до 20 %, в эритроцитах – до 10 %, в мышечной ткани – менее 1 %.

Глюкуроновая кислота является соединением, выполняющим в организме несколько функций:

а) она входит в состав гетероолиго и гетерополисахаридов,выполняя таким образом структурную функцию,

б) она принимает участие в процессах детоксикации,

в) она может быть преобразована в клетках в пентозу ксилулозу (которая, кстати, является общим промежуточным метаболитом с пентозным циклом окисления глюкозы).

В организме большинства млекопитающих по этому метаболическому пути идет синтез аскорбиновой кислоты; к сожалению, у приматов и морских свинок не синтезируется один из ферментов, необходимых для превращения глюкуроновой кислоты в аскорбиновую и человек нуждается в поступлении аскорбиновой кислоты с пищей.

Схема метаболического пути синтеза глюкуроновой кислоты:

3.3. Г л ю к о н е о г е н е з

В условиях недостаточного поступления углеводов в пище или даже их полного отсутствия все необходимые для организма человека углеводы могут синтезироваться в клетках. В качестве соединений, углеродные атомы которых используются при биосинтезе глюкозы,могут выступать лактат, глицерол, аминокислоты и др. Сам процесс синтеза глюкозы из соединений неуглеводной природы носит название глюконеогенез. В дальнейшем из глюкозы или из промежуточных продуктов ее метаболизма могут быть синтезированы все другие соединения, относящиеся к углеводам.

Рассмотрим процесс синтеза глюкозы из лактата. Как мы уже упоминали, в гепатоцитах примерно 4/5 поступающего из крови лактата преобразуется в глюкозу. Синтез глюкозы из лактата не может быть простым обращением процесса гликолиза, так как в гликолиз включены три киназные реакции: гексокиназная,фосфофруктокиназная и пируваткиназная необратимые по термодинамическим причинам. Вместе с тем, в ходе глюконеогенеза используются ферменты гликолиза, катализирующие соответствующие обратимые равновесные реакции, типа альдолазы или енолазы.

Глюконеогенез из лактата начинается с превращения последнего в пируват с участием фермента лактатдегидрогеназы:

СООН СООН

2 НСОН + 2 НАД + > 2 С=О + 2 НАДН+Н +

Лактат Пируват

Наличие индекса «2» перед каждым членом уравнения реакции обусловлено тем, что для синтеза одной молекулы глюкозы требуется две молекулы лактата.

Пируваткиназная реакция гликолиза необратима, поэтому невозможно получить фосфоенолпируват (ФЭП) непосредственно из пирувата. В клетке эта трудность преодолевается с помощью обходного пути, в котором участвуют два дополнительных фермента, не работающие при гликолизе. Вначале пируват подвергается энергозависимому карбоксилированию с участием биотинзависимого фермента пируват карбоксилазы:

СООН СООН

2 С=О + 2 СО 2 + 2 АТФ > 2 С=О + 2 АДФ + 2 Ф

Щавелевоуксусная кта А затем в результате энергозависимого декарбоксилирования щавелевоуксуная кислота превращается в ФЭП. Эту реакцию катализирует фермент фосфоенолпируваткарбоксикиназа (ФЭПкарбоксикиназа) , а источником энергии является ГТФ:

Щавелево

2 уксусная + 2 ГТФ Д> 2 С ~ ОРО 3 Н 2 +2 ГДФ +2 Ф

кислота СН 2

Фосфоенолпируват

Далее все реакции гликолиза вплоть до реакции, катализируемой фосфофруктокиназой обратимы. Необходимо лишь наличие 2 молекул восстановленного НАД, но он получен в ходе лактатдегидрогеназной реакции. Кроме того, необходимы 2 молекулы АТФ для обращения фосфоглицераткиназной киназной реакции:

2 ФЭП + 2 НАДН+Н + + 2 АТФ > Фр1,6бисФ + 2НАД + + 2АДФ + 2Ф

Необратимость фосфофруктокиназной реакции преодолевается путем гидролитеческого отщепления от Фр1,6бисФ остатка фосфорной кислоты, но для этого требуется дополнительный фермент фруктозо 1,6 бисфосфатаза:

Фр1,6бисФ + Н 2 О > Фр6ф + Ф

Фруктозо6фосфат изомеризуется в глюкозо6фосфат, а от последнего гидролитеческим путем при участии фермента глюко зо6фосфатазы отщепляется остаток фосфорной кислоты, чем преодолевается необратимость гексокиназной реакции:

Гл6Ф + Н 2 О > Глюкоза + Ф

Суммарное уравнение глюконеогенеза из лактата:

2 лактат + 4 АТФ + 2 ГТФ + 6 Н 2 О >> Глюкоза + 4 АДФ + 2 ГДФ + 6 Ф

Из уравнения следует, что на синтез 1 молекулы глюкозы из 2 молекул лактата клетка затрачивает 6 макроэргических эквивалентов. Это означает, что синтез глюкозы будет идти лишь в том случае, когда клетка хорошо обеспечена энергией.

Промежуточным метаболитом глюконеогенеза являются ЩУК, которая одновременно является и промежуточным метаболитом цикла трикарбонывых кислот. Отсюда следует: любое соединение, углеродный

скелет которого может быть превращен в ходе обменных процессов в один из промежуточных продукта цикла Кребса или в пируват, может через преобразование его в ЩУК быть использовано для синтеза глюкозы. Этим путем для синтеза глюкозы используются углеродные скелеты ряда аминокислот. Некоторые аминокислоты, например, аланин или серин, в ходе своего расщепления в клетках преобразуются в пируват, также, как мы уже выяснили, являющийся промежуточным продуктом глюконеогенеза. Следовательно, и их углеродные скелеты могут быть использованы для синтеза глюкозы. Наконец, при расщеплении глицерола в клетках в качестве промежуточного продукта образуется 3фосфоглицериновый альдегид, который тоже может включаться в глюконеогенез.

Мы выяснили, что для протекания глюконеогенеза требуется 4 фермента, не принимающих участия в окислительном расщеплении глюкозы это пируваткарбоксилаза, фосфоенолпируваткарбоксикиназа, фруктозо1,6бисфосфатаза и глюкозо6фосфатаза. Естественно ожидать, что регуляторными ферментами глюконеогенеза будут ферменты, не принимающие участие в расщеплении глюкозы. Такими регуляторными ферментами являются пируваткарбоксилаза и фруктозо1,6бисфосфатаза. Активность пируваткарбоксилазы ингибируется по аллостерическому механизму высокими концентрациями АДФ,а активность Фр1,6бисфосфатазы также по аллостерическому механизму угнетается высокими концентрациями АМФ. Таким образом, в условиях дефицита энергии в клетках глюконеогенез будет заторможен, вопервых, изза недостатка АТФ, а, вовторых, изза аллостерического ингибирования двух ферментов глюконеогенеза продуктами расщепления АТФ АДФ и АМФ.

Нетрудно заметить, что скорость гликолиза и интенсивность глюконеогенеза регулируются реципрокно. При недостатке энергии в клетке работает гликолиз и ингибирован глюконеогенез, в то время как при хорошем энергетическом обеспечении клеток в них работает глюконеогенез и ингибировано расщепление глюкозы.

Важным звеном в регуляции глюконеогенеза являются регуляторные эффекты ацетилКоА, который выступает в клетке как аллостерический ингибитор пируватдегидрогеназного комплекса и одновременно служит аллостерическим активатором пируваткарбоксилазы. Накопление ацетилКоА в клетке, образующегося в больших количествах при окислении высших жирных кислот, ингибирует аэробное окисление глюкозы и стимулирует её синтез.

Биологическая роль глюконеогенеза чрезвычайно велика, так как глюконеогенез не только обеспечивает органы и ткани глюкозой, но еще и перерабатывает образующийся в тканях лактат, препятствуя тем самым развитию лактатацидоза. За сутки в организме человека за счет глюконеогенеогенеза может быть синтезировано до 100120 г глюкозы, которая в условиях дефицита углеводов в пище в первую очередь идет на обеспечение энергетики клеток головного мозга. Кроме того, глюкоза необходима клеткам жировой ткани как источник глицерола для синтеза резервных триглицеридов, глюкоза необходима клеткам различных тканей для по ержания нужной им концентрации промежуточных метаболитов цикла Кребса, глюкоза служит единственным видом энергетического топлива в мышцах в условиях гипоксии, её окисление является также единственным источником энергии для эритроцитов.

3.4. Общие представления об обмене гетерополисахаридов

Соединения смешанной природы, одним из компонентов которых является углевод, получили собирательное название гликоконьюгаты. Все гликоконьюгаты принято делить на три класса:

1.Гликолипиды.

2.Гликопротеиды (на углеводный компонент приходится не более 20% общей массы молекулы).

3.Гликозаминопротеогликаны (на белковую часть молекулы обычно приходится 23% общей массы молекулы).

Биологическая роль этих соединений была рассматрена ранее. Следует лишь еще раз упомянуть о большом разнообразии мономерных единиц, образующих углеводные компоненты гликоконьюгатов: моносахариды с различным числом атомов углерода, уроновые кислоты, аминосахара, сульфатированные формы различных гексоз и их производных, ацетилированные формы аминосахаров и др. Эти мономеры могут быть соединены между собой различными типами гликозидных связей с образованием линейных или разветвленных структур, и если из 3 различных аминокислот можно построить лишь 6 различных пептидов, то из 3 мономеров углеводной природы можно построить до 1056 разных олигосахаридов. Такое разнообразие структуры гетерополимеров углеводной природы говорит о колоссальном объёме содержащейся в них информации, вполне сопоставимом с объемом информации, имеющимся в белковых молекулах.

3.4.1. Представление о синтезе углеводных компонентов гликозаминопротеогликанов

Углеводными компонентами гликозаминопротеогликанов являются гетерополисахариды: гиалуроновая кислота, хондроитинсульфаты, кератансульфат или дерматансульфат, присоединенные к полипептидной части молекулы с помощью Огликозидной связи через остаток серина. Молекулы этих полимеров имеют неразветвленную структуру. В качестве примера можно привести схему строения гиалуроновой кислоты:

Из приведенной схемы следует,что молекула гиалуроновой кислоты присоединена к полипептидной цепи белка с помощью Огликозидной связи. Сама же молекула состоит из связующего блока, состоящего из 4 мономерных единиц (Кси, Гал, Гал и Гл.К), соединенных между собой опятьтаки гликозидными связями и основной части, построенной из «n»ного числа биозных фрагментов, в состав каждого из которых входит остаток ацетилглюкозамина (АцГлАм) и остаток глюкуроновой кислоты (Гл.К), причем связи внутри блока и между блоками-Огликозидные. Число «n» составляет несколько тысяч.

Синтез полипептидной цепи идет на рибосомах с помощью обычного матричного механизма. Далее полипептидная цепь поступает в аппарат Гольджи и уже непосредственно на ней происходит сборка гетерополисахаридной цепи. Синтез носит нематричный характер, поэтому последовательность присоединения мономерных единиц определяется специфичностью участвующих в синтезе ферментов. Эти ферменты носят общее название гликозилтрансферазы. Каждая отдельная гликозилтрансфераза обладает субстратной специфичностью как к присоединяемому ею моносахаридному остатку, так и к структуре надстраиваемого ею полимера.

Пластическим материалом для синтеза служат активированные формы моносахаридов. В частности, при синтезе гиалуроновой кислоты используются УДФпроизводные ксилозы, галактозы, глюкуроновой кислоты и ацетилглюкозамина.

Вначале под действием первой гликозилтрансферазы (Е 1) происходит присоединение остатка ксилозы к радикалу серина полипептидной цепи, затем при участии двух различных гликозилтрансфераз (Е 2 и Е 3) к строящейся цепи присоединяется 2 остатка галактозы и при действии четвертой галактозилтрансферазы (Е 4) завершается формирование связующего олигомерного блока присоединением остатка глюкуроновой кислоты. Дальнейшее наращивание полисахаридной цепи идет путем повторного чередующегося действия двух ферментов, один из которых катализирует присоединение остатка ацетилглюкозамина (Е 5) , а другой остатка глюкуроновой кислоты (Е 6).

Синтезированная таким образом молекула поступает из аппарата Гольджи в область наружной клеточной мембраны и секретируется в межклеточное пространство.

В состав хондроитинсульфатов, кератансульфатов и др. гликозаминогликанов встречаются сульфатированные остатки мономерных единиц. Это сульфатирование происходит после включения соответствующего мономера в полимер и катализируется специальными ферментами. Источником остатков серной кислоты является фосфоаденозинфосфосульфат (ФАФС) активированная форма серной кислоты.