Цикл Кэхилла

Циклы Аланина и Кори

Цикл Кэхилла, также известный как аланиновый цикл или глюкозо-аланиновый цикл[1], представляет собой серию реакций, в которых аминогруппы и углероды из мышц транспортируются в печень[2]. Он очень похож на цикл Кори в круговороте питательных веществ между скелетными мышцами и печенью[1]. Когда мышцы расщепляют аминокислоты для получения энергии, полученный азот трансаминируется в пируват с образованием аланина. Это осуществляется ферментом аланинтрансаминазой (АЛТ), который превращает L-глутамат и пируват в α-кетоглутарат и L-аланин[3]. Образовавшийся L-аланин доставляется в печень, где азот вступает в цикл мочевины, а пируват используется для производства глюкозы[4].

Цикл Кэхилла менее продуктивен, чем цикл Кори, в котором используется лактат, поскольку побочным продуктом производства энергии из аланина является производство мочевины[5]. Удаление мочевины зависит от энергии, для чего требуются четыре «высокоэнергетические» фосфатные связи (3 АТФ гидролизуются до 2 АДФ и одной АМФ), таким образом, выход чистого АТФ меньше, чем в цикле Кори. Однако, в отличие от цикла Кори, НАДН сохраняется, поскольку лактат не образуется. Это позволяет ему окисляться через цепь переноса электронов.

Исследования продемонстрировали клиническую значимость цикла Кэхилла для разработки новых методов лечения заболеваний печени и рака.

Реакции

Поскольку скелетные мышцы не могут использовать цикл мочевины для безопасной утилизации ионов аммония, образующихся при распаде аминокислот с разветвленной цепью, они должны избавляться от них другим способом. Для этого аммоний соединяется со свободным α-кетоглутаратом посредством реакции трансаминирования в клетке с образованием глутамата и α-кетокислоты. Аланинаминотрансфераза (АЛТ), также известная как глутамин-пировиноградная трансаминаза (ГПТ), затем превращает глутамат обратно в α-кетоглутарат, на этот раз переводя аммоний в пируват, образующийся в результате гликолиза, с образованием свободного аланина. Аминокислота аланин действует как челнок — она покидает клетку, попадает в кровоток и перемещается к гепатоцитам в печени, где, по сути, весь этот процесс происходит в обратном порядке. Аланин подвергается реакции переаминирования со свободным α-кетоглутаратом с образованием глутамата, который затем дезаминируется с образованием пирувата и, в конечном счете, свободного иона аммония. Гепатоциты способны метаболизировать токсичный аммоний в цикле мочевины, тем самым безопасно избавляясь от него. Успешно избавив мышечные клетки от иона аммония, цикл затем снабжает лишенные энергии клетки скелетных мышц глюкозой. Пируват, образующийся в результате дезаминирования глутамата в гепатоцитах, подвергается глюконеогенезу с образованием глюкозы, которая затем может поступать в кровоток и доставляться в ткани скелетных мышц, таким образом обеспечивая их необходимым источником энергии[6].

Цикл Кэхилла требует присутствия аланинаминотрансферазы (аланинаминотрансферазы, АЛТ), которая ограничена такими тканями, как мышцы, печень и кишечник. Поэтому этот путь используется вместо цикла Кори только тогда, когда присутствует аминотрансфераза, когда есть необходимость в передаче аммиака в печень и когда организм находится в состоянии катаболизма (распада в мышцах).

Функция

Цикл Кэхилла в конечном итоге служит методом избавления мышечной ткани от токсичных ионов аммония, а также косвенным обеспечением глюкозой мышечной ткани, лишенной энергии. При длительном голодании скелетные мышцы могут разрушаться для использования в качестве источника энергии в дополнение к глюкозе, образующейся при распаде гликогена. Расщепление аминокислот с разветвленной цепью дает углеродный скелет, используемый для получения энергии, а также свободные ионы аммония. Однако его присутствие и физиологическое значение у немлекопитающих наземных позвоночных неясны[7]. Например, хотя некоторые рыбы используют аланин в качестве переносчика азота, маловероятно, что цикл будет иметь место из-за более медленного оборота глюкозы и меньшего высвобождения аланина из мышечной ткани, участвующей в тренировке[8].

Цикл аланина также служит другим целям, таким как рециркуляция углеродных скелетов в скелетных мышцах и печени[1], а также участие в транспорте аммония в печень и преобразовании в мочевину[9].

Исследования показали, что глюкозо-аланиновый цикл может играть непосредственную роль в регуляции печеночного (печеночного) митохондриального окисления, особенно в периоды длительного голодания[9]. Окисление митохондрий в печени является ключевым процессом в метаболизме глюкозы и жирных кислот, включая цикл лимонной кислоты и окислительное фосфорилирование, для образования АТФ[9]. Понимание факторов, которые влияют на печеночное митохондриальное окисление, представляет большой интерес из-за его функции в опосредовании таких заболеваний, как неалкогольная жировая болезнь печени (НАЖБП), неалкогольный стеатогепатит (НАСГ) и диабет 2 типа[9]. Текущая активная область исследований пытается использовать регулирующую роль окисления митохондрий в печени с целью разработки как целевых, так и нецелевых терапевтических средств для таких заболеваний[9]. Глюкозо-аланиновый цикл может быть одним из таких ключевых факторов[9]. Исследование, проведенное как на грызунах, так и на людях, показало, что снижение оборота аланина в течение 60-часового периода голодания коррелирует с заметным снижением окисления митохондрий в печени по сравнению с субъектами, которые голодали в течение 12 часов в течение ночи[9]. Скорость окислительной активности была количественно определена, прежде всего, путем мониторинга скорости потока цитратсинтазы (VCS), критического фермента в процессе митохондриального окисления[9]. Чтобы подтвердить, имеет ли глюкозо-аланиновый цикл причинно-следственную связь с наблюдаемым эффектом, второй группе пациентов, также подвергшихся таким же условиям натощак, впоследствии вводили дозу L-аланина[9]. После инфузии у пациентов, голодавших в течение 60 часов, наблюдалось заметное увеличение печеночного митохондриального окисления, подтверждающее взаимосвязь[9].

Цикл глюкозы-аланина также может иметь важное клиническое значение в онкологическом (раковом) патогенезе. В недавнем исследовании изучалась роль глюкозо-аланинового цикла в метаболическом перепрограммировании гепатоцеллюлярной карциномы (ГЦК)[10]. ГЦК является наиболее распространенной формой рака печени и третьей по частоте причиной смерти от рака во всем мире[10]. Поиск альтернативных вариантов лечения остается прибыльной областью исследований, поскольку современные доступные методы лечения (хирургия, лучевая терапия, химиотерапия) обычно имеют серьёзные побочные эффекты и/или низкие показатели успеха при ГЦК[10]. Одной общей характеристикой многих новых альтернативных и/или дополнительных методов лечения является воздействие на клеточный метаболизм раковых клеток из-за их общего гиперметаболического состояния, которое способствует быстрому росту и пролиферации[10]. В сочетании с потреблением глюкозы с гораздо более высокой скоростью, чем здоровые клетки, раковые клетки в значительной степени зависят от метаболизма аминокислот, чтобы удовлетворить свои жадные потребности в питании[10]. Исследователи, участвовавшие в этом исследовании, предположили, что экзогенный аланин, обработанный посредством глюкозо-аланинового цикла, является одним из альтернативных источников энергии для клеток ГЦК в среде с дефицитом питательных веществ, и что эту зависимость можно использовать для целенаправленной терапии[10]. Чтобы продемонстрировать это экспериментально, клетки HCC культивировали in vitro в бедной питательными веществами среде, а затем снабжали аланином[10]. Добавления аланина было достаточно, чтобы стимулировать рост клеток ГЦК в этих условиях — явление, называемое метаболическим перепрограммированием[10]. Затем они провели серию экспериментов с гиперэкспрессией и потерей функции и определили, что именно глутаминовая пируваттрансаминаза 1 (GPT1) является изомером GPT, главным образом участвующим в обороте аланина в клетках HCC, что согласуется с предыдущими выводами о том, что GPT1 имеет тенденцию быть обнаруженным в клетках HCC. печень[10]. Они приступили к обработке метаболически перепрограммированных клеток ГЦК берберином, природным ингибитором GPT1; наблюдаемый эффект заключался в сдерживании производства АТФ и, следовательно, в росте раковых клеток, снабжаемых аланином[10]. Их исследование показало, что компоненты глюкозо-аланинового цикла, особенно GPT1, могут быть хорошим выбором в качестве мишени для альтернативной терапии ГЦК, и что берберин, как селективный ингибитор GPT1 растительного происхождения, имеет потенциал для использования в одном из этих новых лекарственных средств[10]. Концепция аланина как альтернативного топлива для раковых клеток была аналогичным образом продемонстрирована в других исследованиях, проведенных на раковых клетках поджелудочной железы[10].

Использованная литература

  1. 1 2 3 Philip Felig. The glucose-alanine cycle (англ.) // Metabolism. — 1973-02. — Vol. 22, iss. 2. — P. 179–207. — doi:10.1016/0026-0495(73)90269-2. Архивировано 15 июня 2022 года.
  2. Pankaja Naik. Essentials of biochemistry. — First edition. — New Delhi, 2012. — xviii, 450 pages с. — ISBN 978-93-5025-491-2, 93-5025-491-3.
  3. "Transaminase activity in human blood". The Journal of Clinical Investigation. 34 (1): 126—31. Jan 1955. doi:10.1172/JCI103055. PMID 13221663.
  4. USMLE Step 1 Qbook.. — Fourth edition. — New York, 2008. — ix, 446 pages с. — ISBN 978-1-4195-5315-8, 1-4195-5315-1.
  5. Cifuentes, Alejandro. Foodomics: Advanced Mass Spectrometry in Modern Food Science and Nutrition. — John Wiley & Sons, 5 February 2013. — P. 335. — «Alanine plays an important role in the Cahill cycle or alanine-glucose cycle, and changes in alanine metabolite may indicate that this cycle could be modified (Yan et al., 2009).». — ISBN 9781118537350.
  6. Felig, Philip (February 1973). "The glucose-alanine cycle". Metabolism. 22 (2): 179—207. doi:10.1016/0026-0495(73)90269-2. PMID 4567003.
  7. Nitrogen metabolism and excretion. — Boca Raton, Fla.: CRC Press, 1995. — 337 pages с. — ISBN 0-8493-8411-7, 978-0-8493-8411-0.
  8. Nitrogen excretion. — San Diego: Academic Press, 2001. — 1 online resource (xii, 358 pages) с. — ISBN 978-0-08-049751-8, 0-08-049751-9.
  9. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Kitt Falk Petersen, Sylvie Dufour, Gary W. Cline, Gerald I. Shulman. Regulation of hepatic mitochondrial oxidation by glucose-alanine cycling during starvation in humans (англ.) // Journal of Clinical Investigation. — 2019-09-23. — Vol. 129, iss. 11. — P. 4671–4675. — ISSN 1558-8238 0021-9738, 1558-8238. — doi:10.1172/JCI129913. Архивировано 27 августа 2022 года.
  10. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Guo, Wei (2020-07-09). "Glutamic-Pyruvic Transaminase 1 Facilitates Alternative Fuels for Hepatocellular Carcinoma Growth—A Small Molecule Inhibitor, Berberine". Cancers. 12 (7). doi:10.3390/cancers12071854. ISSN 2072-6694. PMID 32660149.{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (не помеченный открытым DOI) (ссылка)

Ссылки

Read other articles:

1989 census held in Transnistria 1989 Transnistrian census 1989 2004 → Distribution of the major ethnic groups in the Moldavian SSR in 1989General informationCountryTransnistria (internationally recognized as part of Moldova) The 1989 Transnistrian census was organized by the authorities of the MSSR in the final days of its existence as a Soviet republic. It took place as part of the Soviet Census of 1989. Results from the 1989 census showed that among the population of Transnistri...

 

 

Universidade Nova de Lisboa Faculdades Ciências e Tecnologia Ciências Médicas Ciências Sociais e Humanas Direito Economia Saúde Pública Institutos Instituto de Higiene e Medicina Tropical Instituto de Tecnologia Química e Biológica «Instituto Superior de Estatística e Gestão de Informação»  Centros de investigação «Centro de Estudos de Doenças Crónicas»  Centro de Excelência em Microelectrónica, Optoelectrónica e Processos «Centro de Investigação em Genéti...

 

 

МоннранMonneren   Країна  Франція Регіон Гранд-Ест  Департамент Мозель  Округ Тьйонвіль Кантон Мецервісс Код INSEE 57476 Поштові індекси 57920 Координати 49°20′44″ пн. ш. 6°24′57″ сх. д.H G O Висота 231 - 307 м.н.р.м. Площа 11,06 км² Населення 407 (01-2020[1]) Густота 34,54 ос./км² Роз

Defunct Japanese colonial province in Korea Zenrahoku-dō全羅北道Former province of KoreaCapitalZenshūHistoryHistory • Established August 29, 1910• Disestablished August 15, 1945 Today part ofSouth Korea Zenrahoku-dō (全羅北道, Zenrahoku Province, Zenra Hoku,[1] or North Zenra Province) was one of the administrative divisions of Korea under Japanese rule, with its capital at Zenshū (present day Jeonju, South Korea). The province consisted of what is now t...

 

 

GotchaSutradara Nayato Fio Nuala Produser Chandra Willim Stanley Willim Richard Husada Ditulis oleh Ery Sofid SkenarioEry SofidPemeranArie UntungFikri RamadhanHerichanKirana LarasatiMaya SepthaMpok AtikIndra BrascoPenata musikRezza RohanSinematograferDharma YouPenyuntingAziz NatandraPerusahaanproduksiGrandiz Media ProductionDistributorGrandiz Media ProductionTanggal rilis20 Juli 2006Durasi97 menitNegara Indonesia Bahasa Indonesia Gotcha adalah film horor komedi Indonesia yang dirilis pa...

 

 

هذه المقالة يتيمة إذ تصل إليها مقالات أخرى قليلة جدًا. فضلًا، ساعد بإضافة وصلة إليها في مقالات متعلقة بها. (أبريل 2019) كريستيان فروست أولسن معلومات شخصية الميلاد 9 فبراير 1989 (34 سنة)[1][2][3]  لندن[4]  الإقامة أودنسه  مواطنة مملكة الدنمارك  الأب مورتن فروس...

Mucine (lateinisch mucus ‚Schleim‘) deutsch auch Muzin[1], sind der strukturgebende Bestandteil des Schleims von Organismen. Diese protektiven Substanzen können von sehr vielen Mikroorganismen (namensgebend für Schleimpilze), Pflanzen und Tieren gebildet werden. Sie können äußerlich (z. B. bei Prokaryoten, Einzellern, Weichtieren) oder zum auskleidenden Schutz von inneren Organen auf den Schleimhäuten (Mucosa) dienen. Mucine sind Glykoproteine, also Makromoleküle aus e...

 

 

Um 1872: Das Königliche Zellengefängnis hinter dem Hauptbahnhof. Die Alte Celler Heerstraße führt im Bild nach rechts unten hinaus. Stich (Ausschnitt) aus der Illustrirten Zeitung von 1872 nach einer Zeichnung von Carl Grote Das Gerichtsgefängnis in Hannover stand teilweise auf dem Gelände des heutigen Raschplatzes und des Pavillons. In dem anfänglich als Königliches Zellengefängnis errichteten Gefängnisses konnten mehr als 800 Häftlinge aufgenommen werden. In der Anstalt wurde der...

 

 

Third son of Adam and Eve This article is about the third son of Adam and Eve. For the Egyptian deity, see Set (deity). For other uses, see Seth (disambiguation). SethFresco of Forefather Sif (1378), by Theophanes the Greek, in the Church of the Transfiguration of the Savior in Novgorod.PersonalBorn3874 (in Julian calendar) BC, 3670 (in Julian calendar) BC Died2962 (in Julian calendar) BC, 2758 (in Julian calendar) BC SpouseAzura ChildrenEnos ParentsAdam  (father)Eve&...

Order of Parasatمعلومات عامةالبلد كازاخستان أول جائزة 1 أبريل 1993 صورة شريط الخدمةتعديل - تعديل مصدري - تعديل ويكي بيانات وسام باراسات (بالقازاقية: Парасат ордені)‏؛ وسام النبلاء)، وسام تمنحه حكومة كازاخستان. تأسس عام 1993. يُمنح الوسام لشخصيات بارزة في مجالات العلوم والثقافة والأدب و

 

 

  لمعانٍ أخرى، طالع أبو الفرج (توضيح). عبد الواحد بن نصر النصيبي معلومات شخصية الميلاد 313هـ925-926منصيبين تاريخ الوفاة شعبان 398هـمايو 1008م مواطنة  الدولة العباسية الحياة العملية الفترة العصر العباسي النوع شعر عربي تقليدي الحركة الأدبية الشعر في العصر العباسي الثاني (تج...

 

 

For other uses, see Telejornal. Portuguese TV series or program TelejornalCountry of originPortugalOriginal languagePortugueseProductionProduction locationsLisbon, PortugalRunning time60 minutes (with commercials)Original releaseNetworkRTP1Release18 October 1959 (1959-10-18)Related Revista Mundial (1956) Jornal de Actualidades (1957-1959) Telejornal is the flagship television newscast produced by state-owned public broadcaster Rádio e Televisão de Portugal (RTP). It is t...

Cerkiew Świętego Jana Teologa w Iławie 4299 z dnia 02.11.1993 r.[1] Cerkiew parafialna Państwo  Polska Miejscowość Iława Wyznanie katolickie Kościół greckokatolicki Parafia św. Jana Apostoła w Iławie Wezwanie Świętego Jana Teologa Historia Data zakończenia budowy 1899 Dane świątyni Świątynia• materiał bud. • cegła Położenie na mapie IławyCerkiew Świętego Jana Teologa w Iławie Położenie na mapie PolskiCerkiew Świętego Jana Teologa w Iławie Położenie ...

 

 

Canadian ice hockey player Ice hockey player Logan Shaw Shaw at the 2019 AHL All-Star GameBorn (1992-10-05) October 5, 1992 (age 31)Glace Bay, Nova Scotia, CanadaHeight 6 ft 3 in (191 cm)Weight 208 lb (94 kg; 14 st 12 lb)Position Right wingShoots RightAHL teamFormer teams Toronto MarliesFlorida PanthersAnaheim DucksMontreal CanadiensWinnipeg JetsOttawa SenatorsNHL Draft 76th overall, 2011Florida PanthersPlaying career 2013–present Logan Shaw (born...

 

 

Japanese manga series Rurouni redirects here. For the related word for wandering samurai, see Rōnin. Rurouni Kenshin28th tankōbon volume cover, featuring Himura Kenshin (front) and Kamiya Kaoru (back)るろうに剣心 -明治剣客浪漫譚-(Rurōni Kenshin -Meiji Kenkaku Roman Tan-)GenreAdventure[1]Martial arts[2]Romance[2] MangaWritten byNobuhiro WatsukiPublished byShueishaEnglish publisherNA: Viz MediaImprintJump ComicsMagazineWeekly Shōnen JumpDemogra...

Airport in Hachinohe, JapanJMSDF Hachinohe Air Base八戸航空基地Hachinohe Koku-kichiIATA: HHEICAO: RJSHSummaryAirport typeMilitaryOperator Japan Maritime Self-Defense ForceLocationHachinohe, JapanElevation AMSL152 ft / 46 mCoordinates40°33′07″N 141°28′02″E / 40.55194°N 141.46722°E / 40.55194; 141.46722MapRJSHLocation in JapanShow map of JapanRJSHRJSH (Aomori Prefecture)Show map of Aomori PrefectureRunways Direction Length Surface m ...

 

 

Ini adalah nama Mandailing, marganya adalah Batubara. Hidayat BatubaraBupati Mandailing Natal Ke-2Masa jabatan2011–2014PendahuluAmru DaulayPenggantiDahlan Hasan Nasution Informasi pribadiLahirMuhammad Hidayat Batubara3 Desember 1970 (umur 53) Medan, Sumatera UtaraPartai politikPartai Demokrat (sampai 2013)[1]Sunting kotak info • L • B H. Muhammad Hidayat Batubara (lahir 3 Desember 1970) adalah seorang politikus Indonesia. Ia menjabat sebagai Bupati Mandailing Nata...

 

 

РенессансКультура Архитектура Военное дело Изобразительное искусство Литература Музыка Танец Технологии Философия География Германия Испания Италия Польша Северная Европа Франция Французский Ренессанс (фр. Renaissance française) — термин, используемый историками, культ...

Barus UtaraKecamatanPeta lokasi Kecamatan Barus UtaraNegara IndonesiaProvinsiSumatera UtaraKabupatenTapanuli TengahPemerintahan • CamatTodo Marihot SipahutarPopulasi (2020)[1] • Total4.958 jiwa • Kepadatan78,67/km2 (203,8/sq mi)Kode Kemendagri12.01.17 Kode BPS1204073 Luas63,02 km²Desa/kelurahan6 Desa Barus Utara adalah sebuah kecamatan yang berada di kabupaten Tapanuli Tengah, provinsi Sumatera Utara, Indonesia. Ibu kota kecamatan in...

 

 

СтанцияРязань IРязанский узелРыбное — КустаревкаРязань-I — Рязань-IIМосковская железная дорога 54°38′01″ с. ш. 39°42′47″ в. д.HGЯO ДЦС Московско-Рязанский центр организации работы железнодорожных станций Регион ж. д. Московско-Рязанский Оператор ОАО «РЖД», АО «Цент...

 

 

Strategi Solo vs Squad di Free Fire: Cara Menang Mudah!