🔬 Углубленный разбор цикла Кори: биохимия, физиология и клинические аспекты

Цикл Кори (глюкозо-лактатный цикл) — это не просто переработка лактата, а сложная метаболическая петля, связывающая анаэробный гликолиз в мышцах с глюконеогенезом в печени. Рассмотрим его на уровне ферментов, регуляции, энергетики и патологий.

---

1. Детальный биохимический механизм

🔹 1.1. Гликолиз в мышцах (анаэробные условия)

При интенсивной нагрузке кислорода не хватает для окислительного фосфорилирования, поэтому пируват не enters митохондрии, а превращается в лактат:

1. Гексокиназа фосфорилирует глюкозу → глюкозо-6-фосфат (ингибируется своим продуктом).

2. Фосфофруктокиназа-1 (PFK-1) — ключевой регуляторный фермент (активируется AMP, ингибируется ATP и цитратом).

3. Пируваткиназа катализирует образование пирувата из ФЕП (фосфоенолпирувата).

4. Лактатдегидрогеназа (ЛДГ, изоформа LDHA в мышцах) восстанавливает пируват до лактата, регенерируя NAD⁺:

Почему именно лактат?

- Лактат — это "метаболический тупик", но он легко диффундирует через мембраны и не накапливается в клетке, как пируват.

- Концентрация лактата в крови при нагрузке может достигать 20 ммоль/л (в норме 1–2 ммоль/л).

---

🔹 1.2. Транспорт лактата в печень

Лактат переносится кровью с помощью:

- Монокарбоксилатных транспортеров (MCT1, MCT4) — облегченная диффузия.

- В печени MCT1 захватывает лактат для дальнейшего метаболизма.

---

🔹 1.3. Глюконеогенез в печени

Печень превращает лактат обратно в глюкозу, затрачивая 6 ATP на молекулу:

1. Лактат → Пируват (катализируется LDHB, печеночной изоформой ЛДГ).

2. Пируват → Оксалоацетат (фермент пируваткарбоксилаза, требует ATP и биотин).

3. Оксалоацетат → Фосфоенолпируват (ФЕП) (фермент PEPCK, требует GTP).

4. Далее ФЕП идет по обратному гликолизу до глюкозо-6-фосфата.

5. Глюкозо-6-фосфатаза отщепляет фосфат → свободная глюкоза выходит в кровь.

Энергетический баланс:

- В мышцах: 2 ATP (гликолиз).

- В печени: 6 ATP (глюконеогенез).

- Чистые потери: 4 ATP на цикл.

---

2. Физиология: зачем нужен цикл Кори?

🔹 2.1. Поддержание гликемии

- При голодании или нагрузке печень использует лактат как глюконеогенный субстрат (наряду с глицерином и аминокислотами).

- Усиливается при гипогликемии (глюкагон активирует PEPCK).

🔹 2.2. Рециклинг NAD⁺

Без регенерации NAD⁺ гликолиз бы остановился через несколько секунд.

🔹 2.3. pH-баланс

- Лактат снижает pH мышц → усталость.

- Печень и почки удаляют лактат, предотвращая метаболический ацидоз.

🔹 2.4. Роль в мозге и эритроцитах

- Эритроциты (не имеют митохондрий) всегда производят лактат.

- Мозг может использовать лактат как альтернативное топливо при гипогликемии.

---

3. Регуляция цикла Кори

🔹 3.1. Гормональный контроль

Глюкагон ↑ Глюконеогенез (активирует PEPCK, пируваткарбоксилазу). Адреналин ↑ Гликолиз в мышцах (через β-адренорецепторы → активация PFK-2).

Инсулин ↓ Глюконеогенез (подавляет PEPCK). |

🔹 3.2. Аллостерическая регуляция

- PFK-1 (гликолиз) ингибируется ATP, цитратом.

- Фруктозо-1,6-бисфосфатаза (глюконеогенез) ингибируется AMP, фруктозо-2,6-бисфосфатом.

🔹 3.3. Клеточная локализация

- В мышцах LDHA (преимущественно пируват → лактат).

- В печени LDHB (преимущественно лактат → пируват).

---

4. Клинические аспекты

🔹 4.1. Лактат-ацидоз

- Причины: шок, гипоксия, метформин (редко), дефицит пируватдегидрогеназы.

- Лактат > 5 ммоль/л + pH < 7.35 → угроза жизни.

🔹 4.2. Болезни накопления гликогена

- Синдром Мак-Ардла (гликогеноз V типа): нет мышечной фосфорилазы → гликолиз блокирован → цикл Кори не работает → судороги, миоглобинурия.

- Болезнь фон Гирке (гликогеноз I типа): дефицит глюкозо-6-фосфатазы → печень не может высвобождать глюкозу → гипогликемия + лактат-ацидоз.

🔹 4.3. Спортивная медицина

- Лактатный порог (~4 ммоль/л) — точка, после которой лактат накапливается быстрее, чем утилизируется.

- Тренировки ↑ количество MCT-транспортеров и митохондрий → лучше утилизация лактата.

---

5. Эволюционный смысл цикла Кори

- Позволяет кратковременно увеличить мощность мышц (бег, драка).

- Печень выступает как "буфер", перерабатывая токсичный лактат в полезную глюкозу.

---

📌 Итог

Цикл Кори — это компромисс между скоростью и эффективностью:

✔ Мышцы получают быструю энергию ценой образования лактата.

✔ Печень тратит 6 ATP, но поддерживает уровень глюкозы в крови.

Нарушения цикла ведут к ацидозу, гипогликемии или миопатии. Понимание его механизмов важно в спорте, реаниматологии и лечении метаболических болезней.

📢 Читайте нас в Telegram: train_smart