Cтраница 2
Эксперименты с биологическими мембранами показали, что гипотетические переносчики обладают очень высокой селективностью. Например, переносчик, облегчающий транспорт глюкозы через мембраны, не оказывает никакого влияния на транспорт аминокислот или других Сахаров. [16]
Изложенными данными не исчерпываются представления о механизме цитотоксического действия глюкокортикоидов на лимфоид-ные клетки. Эти гормоны не влияют на транспорт глюкозы в клетки лимфосаркомы, хотя вызывают их лизис. Оказалось, что СЖК вызывают признаки дегенерации ядер, завершающейся пикнозом и кариорексисом. Однако изолированные ядра, выделенные из гормончувствительной и гормонустойчивой линий лимфосаркомы проявляли одинаковую чувствительность к СЖК [ Turnell В. Это свидетельствует о том, что ингибирующее действие глюкокортикоидов на окисление СЖК реализуется на уровне рецепторов в цитоплазме. [17]
Манноза и пентозы проникают через эпителий кишечника только путем облегченной диффузии с участием специальных переносчиков. Однако только в клетки печени и мозга транспорт глюкозы может осуществляться по механизму пассивной диффузии, и скорость поступления регулируется ее концентрацией в крови. Во всех других тканях скорость транспорта глюкозы осуществляется по механизму облегченной диффузии, который стимулируется инсулином. Активирующее действие инсулина на транспорт глюкозы через клеточную мембрану приведено в гл. [18]
Недостаток инсулина вызывает сахарный диабет. В результате усиливается распад гликогена в печени и ухудшается транспорт глюкозы ткани, повышается уровень глюкозы в крови и она выделяется с мочой. Из-за недостатка глюкозы в клетках для получения ими энергии происходит метаболизм жира, и продукты распада, постепенно накапливаясь, вызывают обморок и смерть, если не ввести своевременно инсулин. Дозу инсулина необходимо строго контролировать, поскольку его избыток понижает уровень глюкозы в крови настолько, что это приводит к ( потению, сильному сердцебиению, потере сознания и в конце концов к смертельному исходу. [19]
На проницаемость мембраны могут влиять различные факторы. Так, инсулин повышает проницаемость плазматической мембраны мышечных клеток для глюкозы, стимулируя транспорт глюкозы из крови и межклеточных пространств внутрь клеток скелетной и сердечной мышцы и жировой ткани. При интенсивном течении процессов окислительного фосфо-рилирования, приводящих к накоплению больших количеств АТФ, внутри митохондрий происходит взаимодействие АТФ с актомиозинподобным белком мембран, сопровождающееся конформационными изменениями белка. С уменьшением концентрации АТФ внутри митохондрий проницаемость мембран увеличивается. По-видимому, митохондриальная мембрана участвует в регуляции энергетического обмена клетки. [20]
При таком количестве сахара в сусле происходят полное насыщение системы транспорта Сахаров в дрожжах и конкурентное подавление транспорта гексозы. Большинство штаммов винных дрожжей являются глюкофильными, то есть применяющими в смеси глюкозы и фруктозы транспорт глюкозы, и это предпочтение по-разному проявляется у разных штаммов. По мере увеличения содержания этилового спирта растет неконкурентное подавление роста дрожжевых клеток, что, в свою очередь, влияет на их жизнеспособность. Винные дрожжи при размножении по-разному реагируют на концентрацию этилового спирта. Рост дрожжей подолжается до полного исчерпания запасов усваиваемого азота; следовательно, содержание азота в соке определяет степень роста дрожжей и тем самым относительное влияние их роста и активности в стационарной фазе на скорость и ход брожения. [21]
Инсулин стимулирует гликолиз, повышая активность ключевых ферментов: глюкокиназы, фосфофруктокиназы и пируваткиназы. В печени он снижает активность глюкозо-6 - фос-фатазы. Эти процессы и стимуляция трансмембранного транспорта глюкозы обеспечивают поток глюкозы из крови в клетки. Инсулин стимулирует синтез гликогена за счет активации гликогенсинтазы ( дефосфорилирование фермента в форму / - активную); этот процесс сопряжен с активацией фосфодиэстеразы и уменьшением внутриклеточной концентрации цАМФ, а также активацией фосфа-тазы гликогенсинтетазы. Действие инсулина на транспорт глюкозы, гликолиз, гликогеногенез продолжается секунды-минуты и включает фосфорилирование-дефосфорилирование ферментов. [22]
Манноза и пентозы проникают через эпителий кишечника только путем облегченной диффузии с участием специальных переносчиков. Однако только в клетки печени и мозга транспорт глюкозы может осуществляться по механизму пассивной диффузии, и скорость поступления регулируется ее концентрацией в крови. Во всех других тканях скорость транспорта глюкозы осуществляется по механизму облегченной диффузии, который стимулируется инсулином. Активирующее действие инсулина на транспорт глюкозы через клеточную мембрану приведено в гл. [23]
Позже было выяснено, что флоридзин вызывает у животных выделение с мочой большого количества глюкозы; это явление было названо флоридзиновым диабетом. Сейчас флоридзин используется только в экспериментальной физиологии для изучения метаболизма и транспорта глюкозы через клеточные мембраны. Флоридзин вызывает глюкозурию, препятствуя реабсорбции глюкозы в почках и задерживая ее абсорбцию из тонких кишок. Флоридзин противодействует повышению абсорбции глюкозы мышечными клетками, вызываемому инсулином. Эти эффекты можно объяснить, предположив, что флоридзин конкурирует с молекулами-переносчиками в клеточных мембранах, принимающими участие в транспорте глюкозы. Флоридзин высокоспецифичен в этом процессе, поскольку близкий ему по строению галактозид относительно неактивен. [24]
Инсулин является единственным гормоном, резко снижающим содержание сахара в крови. Его действие на углеводный обмен полифункционально. Основные механизмы регуляции связаны с повышением в присутствии инсулина проницаемости клеточных мембран для транспорта глюкозы внутрь клетки, а также опосредовано через активацию синтеза регуляторных ферментов катаболизма глюкозы - гексокиназы и фосфофруктокиназы, фермента синтеза гликогена - гликогенсинтазы ( гл. [25]
Неравнозначный перенос заряженных ионов ( частиц) через мембрану вызывает ее поляризацию: появление снаружи и - изнутри, поэтому натрий-калиевый насос называют электрогенным. Создаваемый градиент Na используется для вторичного активного транспорта глюкозы в клетки. Например, рассмотрим всасывание глюкозы из просвета кишечника: 1) переносчик глюкозы обеспечивает транспорт глюкозы в цитозоль энтероцита за счет входа в клетку ионов Na под действием электрохимического градиента ( концентрация Na: высокая - в просвете кишечника и низкая - в цитозоле клеток); 2) глюкоза из клетки переходит во внеклеточную жидкость по механизму облегченной диффузии. Скорость переноса глюкозы зависит от величины градиента Na: она увеличивается при повышении разности концентраций Na в просвете кишечника и цитозоле энтероцита; 3) Na, К - АТФаза поддерживает эту разность концентраций Na за счет его откачки в межклеточное пространство в обмен на К с затратой АТФ. Согласованный перенос двух веществ называют котранспортом: при симпорте имеет место перенос обоих веществ в одном направлении, а при антипорте - в противоположных направлениях. [26]
Манноза и пентозы проникают через эпителий кишечника только путем облегченной диффузии с участием специальных переносчиков. Однако только в клетки печени и мозга транспорт глюкозы может осуществляться по механизму пассивной диффузии, и скорость поступления регулируется ее концентрацией в крови. Во всех других тканях скорость транспорта глюкозы осуществляется по механизму облегченной диффузии, который стимулируется инсулином. Активирующее действие инсулина на транспорт глюкозы через клеточную мембрану приведено в гл. [27]
При электрофорезе в геле выявляются фрагменты хроматина, представляющие собой мононуклеосомы и их олигомеры [ Уманский С. Р., Король Б. А., Нелипович П. А., 1981; Wyllie A. H., 1980 ], эти данные позволяют предположить, что лимфолитическое действие кортикостероидов и ионизирующего излучения может реализоваться с участием общих звеньев механизма клеточной гибели. Можно согласиться с предположением о том, что в качестве такого общего звена могут выступать рецепторы глюкокортикоидов. Правда, дальнейшая реализация действия радиации на систему транспорта глюкозы остается непонятной, поскольку активация этого процесса не снимается ак тиномицином D. Как отмечалось выше, в случае глюкокортикоидов действие гормона на перенос глюкозы в клетку может быть предотвращен антибиотиками. [28]
Щеточная каемка энтероцитов содержит системы переносчиков. Установлено существование переносчика, способного связывать различными своими участками глюкозу и Na и переносить их через плазматическую мембрану кишечной клетки. Считают, что глюкоза и Na высвобождаются затем в цитозоль, позволяя переносчику захватить новую порцию груза. Na транспортируется по градиенту концентрации, стимулируя переносчик к транспорту глюкозы против указанного градиента. Динамика происходящих при этом процессов пока остается недостаточно ясной и в настоящее время обстоятельно изучается. [29]
Транспорт глюкозы в бактериях, осуществляемый путем фосфорилирования, получил название фосфоэнолпируватной фосфо-трансферазной системы. Вначале на внутренней поверхности мембраны фосфоэнолпируват фосфорилирует растворимый белок. Затем этот белок отдает свой фосфат глюкозе, превращая ее в глюкозамоно-фосфат. Обе стадии транспорта глюкозы осуществляются разными ферментами. Фермент, осуществляющий первую стадию, лежит на внутренней поверхности мембраны. Фермент, осуществляющий вторую стадию и освобождающий фосфорилированную глюкозу, прочно связан с мембраной. [30]