Окисление лактата в норме
Лактат, образующийся в тканях, может использоваться как энергетический субстрат или предшественник для синтеза глюкозы.
В печени часть пирувата, образующегося из лактата, окисляется до углекислого газа и воды. Этот процесс дает энергию в виде молекул АТФ, которая расходуется на глюконеогенез.
Лактат активно потребляется и другими тканями, прежде всего почками и миокардом, где он также окисляется до $CO_2$ и $H_2O$ с генерацией АТФ.
В состоянии покоя в скелетных мышцах повышается соотношение $NAD^+/NADH$. Благодаря этому лактат способен превращаться обратно в пируват, который затем полностью окисляется.
Лактоацидоз
Если лактат не утилизируется для синтеза глюкозы (например, при дефекте ферментов глюконеогенеза), в крови накапливается молочная кислота. Это вызывает падение рН и развитие лактоацидоза.
Физиологический (кратковременный) лактоацидоз встречается у здоровых людей при интенсивной мышечной работе. Организм компенсирует это состояние с помощью гипервентиляции легких, ускоряя выведение углекислого газа. Основную роль здесь играет буферная реакция превращения ионов водорода и бикарбоната в угольную кислоту, а затем в $CO_2$ и воду.
При некомпенсированном лактоацидозе уровень лактата в крови превышает 5 ммоль/л (норма составляет до 2 ммоль/л), а рН крови опускается ниже 7,25.
Причинами патологического повышения лактата выступают:
- Тканевая гипоксия, активирующая анаэробное окисление.
- Поражения печени (цирроз, токсические дистрофии), снижающие утилизацию лактата.
- Наследственные дефекты (недостаточность глюкозо-6-фосфатазы, дефекты пируватдегидрогеназного комплекса).
- Гиповитаминозы $B_1$, $B_2$, $PP$, нарушающие коферментные функции.
Метаболизм этанола
Около 90% всего этанола метаболизируется в печени. Главный фермент процесса — алкогольдегидрогеназа, львиная доля которой (95%) локализована в гепатоцитах (остальное — в мозге, почках, легких, кишечнике).
Катаболизм спирта включает две реакции дегидрирования. В результате образуется ацетил-КоА, который окисляется в цитратном цикле. Часть этанола окисляется с участием микросомальных ферментов. Окисление алкоголя требует колоссального количества коферментов: на 125 г этанола расходуется столько же $NAD^+$, сколько на 500 г углеводов.
Влияние этанола на углеводный обмен
Катаболизм этанола приводит к резкому росту концентрации NADH.
Этот избыток восстановительных эквивалентов смещает равновесие реакции, катализируемой лактатдегидрогеназой (ЛДГ), в сторону образования лактата. В результате снижается концентрация пирувата, что ведет к замедлению и угнетению глюконеогенеза.
При остром алкогольном отравлении у пациента, находящегося без сознания, лабораторно выявляются гипогликемия (снижение глюкозы до 50 мг/дл) и гиперлактатемия (повышение лактата до 2 ммоль/л при норме 1 ммоль/л), а уровень алкоголя многократно превышает норму. Избыточное высокое соотношение $NADH/NAD^+$ сдвигает реакцию превращения пирувата в лактат, а дефицит пирувата и оксалоацетата тормозит синтез глюкозы, вызывая тяжелую гипогликемию.
Вопросы с занятий и экзамена
Почему при метаболизме этанола тормозится глюконеогенез?
Окисление этанола приводит к избытку NADH. Это смещает лактатдегидрогеназную реакцию в сторону образования лактата, снижая уровень пирувата, необходимого для глюконеогенеза.
Как организм компенсирует физиологический лактоацидоз?
С помощью гипервентиляции легких. За счет буферной реакции водород связывается с бикарбонатом, образуя угольную кислоту, которая распадается на воду и углекислый газ, быстро выводимый с дыханием.
Где в основном окисляется этанол в организме?
Основная часть этанола (около 90%) окисляется в печени с помощью фермента алкогольдегидрогеназы.
Что ещё разобрать по теме
- Глюконеогенез из глицерола при голодании
- Схема превращения глицерола в глюкозу и энергетические затраты
- Глюконеогенез из аминокислот (глутамата)
- Окислительное дезаминирование глутамата
- Энергетический баланс превращения глутамата в глюкозу
Разберите тему целиком в курсе «Биохимия»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Обмен лактата и влияние этанола на углеводный обмен» и ещё 3 574 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Обмен углеводов»
Бесплатные видеоуроки: биохимияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.