ГЛЮКОЗОАЛАНИНОВЫЙ ЦИКЛ

Преобладание аланина среди всех доступных и поглощаемых пе­ченью аминокислот, а также быстрота, с которой печень превра­щает его в глюкозу, указывают на значение этой аминокислоты в качестве ключевого предшественника глюкозы, имеющего белко­вое происхождение. Преобладание аланина среди аминокислот, высвобождаемых мышцей, нельзя объяснить, исходя из его ко­личества как составной части клеточных белков, поскольку на долю аланина приходится не больше 7—10% аминокислотных остатков мышечных белков. Это несоответствие заставило пред­положить, что в мышечной ткани аланин синтезируется de novo за счет аминирования пирувата, и сформулировать представление о глюкозоаланиновом цикле [20]. Согласно этому пред­ставлению, аланин синтезируется в мышце путем трансаминирования образующегося из глюкозы пирувата и переносится в печень, в которой его углеродный скелет вновь превращается в глюкозу (см. рис. 10—5). В качестве источника аминогрупп для синтеза аланина в мышце предполагаются аминокислоты с раз­ветвленной цепью (валин, лейцин, изолейцин), поскольку вне­печеночные ткани, особенно мышцы, служат местом их окис­ления.

Исследования с ¹⁴С-глюкозой позволили определить, что угле­родный скелет аланина, высвобождаемого мышцей, на 60% со­стоит из экзогенной глюкозы, тогда как углеродные атомы катаболизируемых в мышце других аминокислот не участвуют в построении этого скелета. Количественные оценки показали, что скорость кругооборота углеродных скелетов в глюкозоалани­новом цикле (в качестве конечного продукта утилизации глюко­зы на периферии и предшественника глюкозы, продуцируемой печенью) составляет примерно 50% от скорости цикла Кори (лактат—глюкоза) [10, 19].

Хотя глюкозоаланиновый цикл не дает новых углеродных атомов для синтеза глюкозы de novo, он играет важную роль в гомеостазе глюкозы, как и в метаболизме азота и энергии. Дефи­цит аланина имеет значение в патогенезе ускоренного голодания, наблюдаемого при беременности [21], гипогликемии с кетозом у новорожденных [22] и гипогликемии при синдроме мочи клено­вого сиропа [23]. Аланин служит также одним из средств детоксикации аммиака при переносе в печень аминогрупп, образую­щихся в мышцах в процессе катаболизма аминокислот с раз­ветвленной цепью. Гипераланинемия наблюдается при различных нарушениях ферментов мочевинного цикла, когда она может смягчать выраженность гипераммониемии [10].

Глюкозоаланиновый цикл может также иметь отношение к продукции АТФ. Превращение глюкозы в аланин обеспечивает образование 8 молекул АТФ, тогда как при ее превращении в лактат образуются лишь две молекулы АТФ. Кроме того, посколь­ку образование аланина облегчает окисление аминокислот с раз­ветвленной цепью, он обеспечивает образование дополнительных 30—40 молей АТФ на 1 моль окисленной аминокислоты.