Возможное объяснение синдрома внезапной смерти, или так называемой «смерти в колыбели» (довольно часто наблюдаемого в США), заключается в том, что в печени таких детей обнаруживается, как было показано в самых последних предварительных исследованиях, недостаточность фермента фосфоенолпируваткарбоксикиназы. По-видимому, нарушение способности поддерживать постоянным уровень сахара в крови за счет глюконеогенеза в печени в промежутках между кормлениями может лежать в основе этих ранее не поддававшихся объяснению случаев внезапной смерти внешне здоровых детей.

Следует отметить, что клетки печени, а также (хотя и в меньшей мере) клетки почек и слизистой оболочки кишечника уникальны в том отношении, что они содержат полный набор ферментов, необходимых для обращения процесса гликолиза. Другие ткани обладают регуляторными факторами, которые участвуют только в процессах «включения» или «выключения» гликолиза, в соответствии с их собственными потребностями в энергии. Клетки печени, напротив, несут большую ответственность за клетки других органов; они «чувствуют» возникновение потребности в глюкозе и вне печени, включая соответственно реакции глюконеогенеза.

Более того, эта регуляторная система должна также обеспечивать «выключение» катаболических реакций гликолиза в то время, когда происходит процесс глюконеогенеза во избежание возникновения в клетке бесполезного рассеивающего энергию цикла: Глюкоза —? 2 Лактат+ 2 АТФ. 2 Лактат + 6 АТФ —? Глюкоза.

Субстраты и промежуточные продукты метаболических реакций играют важную роль в регуляции соотношения между гликолизом и глюконеогенезом. Как и при регуляции цикла лимонной кислоты, концентрация оксалоацетата ограничивает скорость процесса глюконеогенеза в целом. Чтобы создать эффективный источник субстрата для образования фосфоенолпирувата, концентрация оксалоацетата должна быть выше необходимой для цикла.

Источниками образования оксалоацетата, помимо карбоксилирования пирувата, являются главным образом процессы катаболизма белков и дезаминирования свободных аминокислот с образованием таких кетокислот, как оксалоацетат и а-кетоглутарат. Следовательно, любые физиологические факторы, которые стимулируют распад белков в тканях, предотвращают их биосинтез из аминокислот или усиливают активность аминотрансфераз и других ферментов, катализирующих превращение аспартата и глутамата в соответствующие кетокислоты, будут косвенно способствовать глюконеогенезу, обеспечивая дополнительное количество субстрата.

Важную роль играет также аминокислота аланин, поскольку при дезаминировании аланина образуется пируват; аланин является отрицательным аллостерическим модификатором пируваткиназы, обеспечивая таким образом источник углерода для глюконеогенеза и предотвращая возникновение бесполезного цикла: Пируват + АТФ + ГТФ —> Фосфоенолпируват; Фосфоенолпируват—> Пируват + АТФ.

Как было отмечено выше, цитрат действует как функционирующий по принципу отрицательной обратной связи модификатор, ингибирующий фосфофруктокиназу и блокирующий гликолиз на начальном этапе. Таким образом, если в печени в результате деза-минирования аминокислот накапливаются в избытке промежуточные продукты реакций цикла Кребса, это ведет к подавлению гликолиза и стимуляции синтеза глюкозы.

Образование избытка ацетил-КоА также способствует глюконеогенезу, поскольку в действии пируваткиназы в качестве положительного модификатора участвует ацетил-КоА. Подобно аланину, ацетил-КоА также подавляет активность пируваткиназы.

- Читать далее "Внутриклеточная регуляция глюконеогенеза. Внутриклеточная стимуляция гликолиза"