Глюкоза имеет широкие возможности

Наличие глюкозы в клетке обеспечивается, в первую очередь, проникновением ее из крови.

Активация глюкозы

После перемещения через мембраны глюкоза в цитозоле немедленно фосфорилируется ферментом гексокиназой, в связи с чем ее образно называют "ловушка глюкозы". Фосфорилирование глюкозы решает несколько задач:

  • фосфатный эфир глюкозы не в состоянии выйти из клетки, так как молекула отрицательно заряжена и отталкивается от фосфолипидной поверхности мембраны,
  • наличие заряженной группы обеспечивает правильную ориентацию молекулы в активном центре фермента,
  • уменьшается концентрация свободной (нефосфорилированной) глюкозы, что способствует диффузии новых молекул из крови.

Дефосфорилирование глюкозы осуществляется глюкозо-6-фосфатазой. Этот фермент есть только в печени и почках. В эпителии канальцев почек работа фермента связана с реабсорбцией глюкозы. В гепатоцитах фермент необходим, когда печень поддерживает гомеостаз глюкозы в крови.

Фосфорилирование глюкозы
Реакции фосфорилирования и дефосфорилирования глюкозы

Также почти все клетки имеют запасы гликогена, который используется как внутриклеточный резерв глюкозы. Печеночные клетки и почки обладают способностью синтезировать глюкозу из неуглеводных компонентов (глюконеогенез).

Судьба глюкозы

После активации (фосфорилирования) глюкоза в зависимости от условий и вида клетки превращается по различным направлениям:

  • часть глюкозы обязательно используется в энергетическом обмене, она сгорает в реакциях катаболизма для синтеза АТФ,
  • при достаточно большом количестве в клетке глюкоза запасается в виде гликогена, к синтезу гликогена способны большинство тканей,
  • в гепатоцитах (при высокой концентрации) и в адипоцитах глюкоза перенаправляется на синтез триацилглицеролов и в печени на синтез холестерола,
  • при определенных условиях часть глюкозы идет в реакции пентозофосфатного пути, в котором образуются рибозо-5-фосфат и НАДФН,
  • некоторая доля глюкозы используется для синтеза гликозаминов и далее структурных или иных гетерополисахаридов.
Судьба глюкозы в клетке
Реакции превращения глюкозы в клетке