Углеводы стимулируют метаболизм и формируют биомолекулы Понимание структуры и свойств углеводов объясняет их функции в организме человека. Они являются основными источниками энергии, обеспечивая более половины суточной калорийности и почти три четверти массы рациона, а запасы гликогена составляют около 500 г (~2000 ккал) и являются легкодоступным источником. Помимо получения энергии, углеводы образуют гликозаминогликаны внеклеточного матрикса и входят в состав многочисленных белков — ферментов, переносчиков, рецепторов, гормонов и иммуноглобулинов. Они способствуют синтезу нуклеиновых кислот и коферментов, а глюкуроновая кислота способствует детоксикации эндогенных токсинов и ксенобиотиков.
Крахмал опережает пищевые углеводы Пищевые углеводы являются источником сахаров для организма, при этом крахмал является доминирующим компонентом. Рацион также содержит глюкозу, сахарозу, лактозу и другие углеводы в меньших количествах. Эти вещества питают метаболические пути, которые превращают сложные сахара в усваиваемые моносахариды.
Глюкоза и фруктоза: Циклические формы определяют реактивность Глюкоза - это альдогексоза, которая существует в линейной и циклической формах, причем циклическая форма является термодинамически предпочтительной и в значительной степени определяет ее химический состав. В растворе она образует α- и β-аномеры. Фруктоза представляет собой кетогексозу с карбонильным числом С2 и, как и глюкоза, содержит циклические α- и β-аномеры.
Сахароза: глюкозо–фруктоза, связанная αβ‑1,2-связью. Сахароза состоит из α‑D‑глюкозы и β‑D‑фруктозы, соединенных αβ‑1,2-гликозидной связью. Это водорастворимый сладкий дисахарид, который в изобилии содержится в растениях, особенно в сахарной свекле и сахарном тростнике. Эти источники лежат в основе обычных пищевых сахаров, известных как свекловичный и тростниковый сахар.
Лактоза: Молочный сахар Лактоза является основным дисахаридом молока млекопитающих, ее содержание в коровьем молоке составляет около 5%, а в грудном - до 8%. Аномерный гидроксил галактозы С1 образует β‑1,4-связь с глюкозой С4. Эта точная геометрия соединения определяет способ его усвоения.
Мальтоза и изомальтоза, образующиеся при расщеплении крахмала Мальтоза, состоящая из двух глюкозных соединений α‑1,4, содержится в продуктах с частично гидролизованным крахмалом и образуется в процессе переваривания крахмала в кишечнике. Изомальтоза также содержит две глюкозные единицы, но с α‑1,6 гликозидной связью, образующейся в точках разветвления. Эти промежуточные продукты обеспечивают переход от полимеров к усваиваемым сахарам.
Крахмал: Гранулированный, плохо растворимый и разветвленный Крахмал, запасной полисахарид растений, больше всего накапливается в зернах злаков, а также в луковицах, стеблях и клубнях, хранящихся в клетках в виде гранул, которые практически не растворимы в воде. Его глюкозные остатки соединяются α‑1,4 связями на линейных участках длиной около 20-50 единиц с α‑1,6 связями в точках ответвления. В результате получается древовидная макромолекула с единственным восстанавливающим концом и молекулярной массой порядка 10^6-10^8 дальтон.
Целлюлоза: Богатый структурный полимер и незаменимое волокно Целлюлоза, основной структурный полисахарид растений, составляет 40-50% клеточных стенок и является наиболее распространенным органическим соединением на Земле. Это линейный полимер глюкозы, связанный β‑1,4-связями, который пищеварительные ферменты человека не могут гидролизовать. Хотя пищевая клетчатка и не является утилизируемым углеводом, она обеспечивает объем, способствующий пищеварению, а бактерии толстой кишки могут частично расщеплять ее до спиртов, органических кислот и углекислого газа, которые стимулируют перистальтику кишечника.
Гликоген: Быстро доступный запас глюкозы у Животных У животных и человека гликоген служит запасающим полисахаридом, хотя в пищевых продуктах он присутствует лишь в небольших количествах. Это структурный аналог крахмала с более высокой степенью разветвленности — примерно одно α‑1,6 звено на десять остатков глюкозы. Такое плотное разветвление обеспечивает быструю мобилизацию при повышении спроса на энергию.
Жевание, выделение слюны и пределы усвоения крахмала во рту Для усвоения требуются моносахариды, поэтому при переваривании происходит уменьшение количества ди‑ и полисахаридов за счет ферментативного гидролиза гликозидных связей. Во рту α‑амилаза слюнных желез (оптимальный уровень рН близок к нейтральному) расщепляет α‑1,4 связи крахмала, но не α‑1,6 связи и не дисахариды, образуя декстрины и немного мальтозы. Его действие прекращается в кислой среде желудка (рН 1,5–2,5), а в желудочном соке отсутствуют ферменты, гидролизующие углеводы, поэтому кислотный гидролиз происходит лишь в минимальной степени.
Α‑амилаза поджелудочной железы продолжает поступать в двенадцатиперстную кишку В двенадцатиперстной кишке бикарбонат поджелудочной железы нейтрализует желудочную кислоту до рН 7,5–8, позволяя α‑амилазе поджелудочной железы эндогидролизовать α‑1,4-связи в крахмале и декстринах. Продукты включают мальтозу, изомальтозу, полученную из α‑1,6 соединений, и олигосахариды, содержащие 3-8 остатков глюкозы с α‑1,4 и α‑1,6 связями. Фермент не расщепляет ни α‑1,6‑, ни β-1,4-связи целлюлозы, которая поступает в толстую кишку в неизмененном виде.
Ферменты По краям щеток дают всасываемые Моносахариды На поверхности эпителия комплекс сахараза–изомальтаза гидролизует α‑1,2‑ и α—1,6—связи сахарозы и изомальтозы и обеспечивает наибольшую мальтазную и мальтотриазную активность - около 80% кишечной мальтазы - с наибольшей активностью в тощей кишке и меньшей в проксимальных и дистальных отделах. Отдельный глюкоамилазный комплекс действует извне, начиная с невосстанавливающего конца, расщепляя α‑1,4‑связи, а также расщепляя мальтозу, причем наибольшая активность наблюдается в нижних отделах тонкой кишки. Лактаза, неравномерно распределенная по краю щетки, расщепляет β‑1,4-связывающую связь лактозы; ее активность достигает максимума на поздних сроках беременности и остается высокой до 5-7 лет, после чего у взрослых снижается примерно до 10% от детского уровня. Вместе эти ферменты завершают расщепление углеводов до моносахаридов, главным образом глюкозы и, в меньшей степени, фруктозы и галактозы.
Зависящее от натрия поглощение и облегченная диффузия перемещают сахара в Глюкоза и галактоза пересекают апикальную мембрану посредством вторичного активного транспорта: Na+ поступает вниз по градиенту, в то время как глюкоза движется против этого градиента, и этот процесс поддерживается Na+/K+‑АТФазой, которая поддерживает градиент Na+. Когда уровень глюкозы в просвете низкий, этот механизм преобладает; при высоких концентрациях глюкоза также может проникать в просвет путем облегченной диффузии, и фруктоза также использует облегченную диффузию. Затем моносахариды выходят из энтероцитов через базолатеральную мембрану путем облегченной диффузии в портальную кровь.
Переносчики глютена и инсулин направляют использование глюкозы тканями напрямую После всасывания более половины глюкозы поступает в печень через воротную вену, а остальная часть поступает в другие ткани. Поглощение тканями обычно происходит за счет облегченной диффузии, но в мышцах и жировой ткани перемещение транспортеров GLUT4 из внутриклеточных пузырьков к плазматической мембране и обратно при снижении уровня инсулина зависит от инсулина-переносчика GLUT4 из внутриклеточных пузырьков в плазматическую мембрану и обратно. Семейство GLUT имеет общую структурную организацию, но отличается по локализации и сродству; дефекты в этих переносчиках могут привести к нарушению обработки глюкозы, а внутренние дефекты переносчиков могут лежать в основе инсулиннезависимого диабета.
Дефекты фермента или транспорта вызывают осмотическую диарею Сбои в переваривании или всасывании углеводов возникают из-за дефицита дисахаридазы или из-за дефектов транспорта моносахаридов в эпителиальные клетки. Нерасщепленные дисахариды или неабсорбированные сахара достигают дистальных отделов кишечника, повышают осмотическое давление в просвете и подвергаются микробиологической ферментации с образованием органических кислот и газов, что приводит к попаданию воды в кишечник и провоцирует усиление перистальтики, спазмы, боль и метеоризм. Встречаются как наследственные, так и приобретенные формы; симптомы проявляются на ранних стадиях грудного вскармливания при дефиците лактазы или после добавления сахара и крахмала при недостатке других ферментов, а у взрослых снижение экспрессии гена лактазы обычно проявляется непереносимостью молока, в то время как кишечные заболевания часто в первую очередь снижают активность лактазы.
Простые тесты выявляют дисахаридазные и транспортные дефекты При диагностике углеводной нагрузки сравнивается гликемическая реакция на 50 г дисахарида, а затем на эквивалентную дозу его моносахаридов (по 25 г каждого). Нормальной реакцией является повышение уровня глюкозы в крови примерно на 50%; минимальное повышение указывает на патологию. Если нагрузка моносахаридами приводит к адекватному увеличению, а дисахаридами - нет, то, скорее всего, это дефицит дисахаридазы, а не нарушение транспорта. Дефицит лактазы также выявляется путем измерения повышенного содержания водорода в выдыхаемом воздухе в результате бактериальной ферментации лактозы.
Печень Стабилизирует Уровень Глюкозы В Крови После Всасывания Моносахариды — в основном глюкоза — попадают в печень через воротную вену, в то время как другие сахара превращаются в глюкозу или попадают в ее метаболические пути. Часть глюкозы накапливается в виде гликогена, а остальная часть поступает через кровоток в другие органы; уровень глюкозы в крови остается на уровне примерно 3,3–5,5 ммоль/л между приемами пищи и может повышаться примерно до 8 ммоль/л после еды. Внутри клеток глюкоза и другие моносахариды действуют только как фосфорилированные производные; фосфорилирование под действием АТФ задерживает и активирует глюкозу.
Глюкокиназа и GLUT2 обеспечивают высокую эффективность усвоения препарата печенью Печеночная глюкокиназа с высокой константой Михаэлиса (около 10 ммоль/л) и нечувствительностью к глюкозо‑6‑фосфату ускоряет фосфорилирование глюкозы в гепатоцитах во время пищеварения. GLUT2, также высококалорийный и инсулиннезависимый, способствует быстрому поступлению глюкозы в печень в период всасывания. Такая координация способствует усвоению глюкозы печенью, предотвращая чрезмерную гипергликемию и снижая нежелательные реакции, такие как гликирование белка, в то время как низкомолекулярная гексокиназа поддерживает концентрацию глюкозы натощак в головном мозге, эритроцитах и других тканях.
Глюкозо‑6‑фосфатаза и судьба глюкозо‑6‑фосфата Эпителиальные клетки печени, почек и кишечника гидролизуют глюкозо‑6‑фосфат с помощью глюкозо‑6‑фосфатазы с выделением свободной глюкозы, которая может диффундировать в кровь; в большинстве других тканей, таких как мышцы, отсутствует этот фермент, что делает дефосфорилирование невозможным. Следовательно, мышечный глюкозо‑6‑фосфат удовлетворяет только местные метаболические потребности. Из глюкозо‑6‑фосфата клетки синтезируют гликоген, вырабатывают пентозы или направляют углерод путем полного окисления в CO2 и воду или в лактат, обеспечивая при этом предшественники аминокислот, нуклеотидов, глицерина и жирных кислот.
Структура, запасы и роль гликогена в тканях Гликоген хранится в цитозоле в виде гранул размером 10-40 нм, которые связывают ферменты, участвующие в его метаболизме; обширное разветвление приводит к образованию множества концов цепи, что позволяет многочисленным молекулам ферментов действовать одновременно. После приема пищи, богатой углеводами, гликоген в печени может составлять примерно 5% массы печени и около 1% мышечной массы, что в сумме составляет до 450 г в организме. Гликоген печени удерживает уровень глюкозы в крови в период после всасывания и снижается до нуля при длительном голодании, в то время как мышечный гликоген обеспечивает глюкозо‑6‑фосфат для сокращения мышц и не способствует повышению уровня глюкозы в крови, поскольку в мышцах отсутствует глюкозо‑6‑фосфатаза.
Гликогенез, гликогенолиз и их гормональное изменение Гликогенез преобразует глюкозу в глюкозо‑6‑фосфат, затем в глюкозо‑1‑фосфат и UDP‑глюкозу, образование которой становится необратимым в результате гидролиза пирофосфата, с последующим удлинением цепи гликогенсинтазой на основе праймера, предоставляемого гликогенином, и образованием ответвления с помощью амило—1,4→1,6 трансферазы; включение одной глюкозы потребляет один ATP и один UTP. Гликогенолиз удаляет глюкозо‑1‑фосфат с невосстанавливаемых концов с помощью гликогенфосфорилазы до образования четырех остатков от разветвления, где бифункциональный фермент, расщепляющий разветвление, переносит три остатка и гидролизует оставшуюся α‑1,6‑связанную глюкозу; глюкозо‑1‑фосфат превращается в глюкозо‑6‑фосфат, который печень может гидролизовать до свободной глюкозы. Гормоны взаимно регулируют эти пути: глюкагон и адреналин повышают уровень цАМФ, активируя протеинкиназу А, фосфорилазную киназу и гликогенфосфорилазу, одновременно инактивируя гликогенсинтазу, тогда как инсулин активирует протеинфосфатазу, которая обращает эти процессы фосфорилирования вспять и снижает уровень цАМФ, при этом соотношение инсулина и глюкагона определяет преобладающее направление; в печени адреналин может влиять на уровень цАМФ. также передается сигнал по инозитолфосфатному пути. Аллостерический контроль дополнительно регулирует поток — большее использование АТФ повышает уровень АМФ, активируя гликогенфосфорилазу и ускоряя расщепление, а во время мышечного сокращения Ca2+ активирует фосфорилазную киназу через кальмодулин, в то время как в состоянии покоя и при кормлении инсулинозависимое введение GLUT4 способствует поступлению глюкозы и ускоряет синтез гликогена.
Дефекты ферментов в метаболизме гликогена приводят к болезням накопления Мутации, которые снижают или отменяют активность ферментов, отвечающих за синтез, расщепление или регуляцию гликогена, приводят к нарушениям накопления гликогена. В результате нарушается структура гликогена или его избыточное отложение в печени, сердце, скелетных мышцах, почках, легких и других органах. Эти расстройства подразделяются на печеночные и мышечные в зависимости от преобладающего функционального нарушения.
Печеночная гипогликемия в сочетании с непереносимостью мышечной нагрузки Печеночный гликогеноз снижает использование гликогена для поддержания уровня глюкозы в крови, вызывая гипогликемию в постнасасывающем состоянии. Мышечные образования ухудшают энергетическое обеспечение скелетных мышц, проявляясь во время тренировки в виде боли, судорог, слабости и быстрой утомляемости. Специфика органов определяет контрастные паттерны симптомов.
Потеря глюкозо‑6‑фосфатазы перенаправляет поток в лактат и кетоны При болезни фон Гирке (I тип) глюкозо‑6‑фосфатаза отсутствует, что блокирует превращение глюкозо‑6‑фосфата в свободную глюкозу, сохраняя при этом структуру гликогена нормальной. Глюкозо‑6‑фосфат вместо этого окисляется до лактата, и недостаточное повышение уровня глюкозы в крови активирует катаболизм жирных кислот с образованием кетоновых тел. Характерным признаком является стойкая гипогликемия.
Дефицит гликогенсинтазы приводит к почти полному опустошению запасов и тяжелой гипогликемии натощак Нарушения в работе гликогенсинтазы печени (гликогеноз 0) приводят к очень низкому содержанию гликогена. Гипогликемия натощак выражена и сопровождается судорогами, особенно по утрам. Состояние, в котором ребенок находится, приемлемо для жизни, но необходимо частое кормление.
Аэробный гликолиз инвестирует и окупает себя в цитозоле Аэробный гликолиз окисляет глюкозу до пирувата с помощью цитозольных ферментов, которые разделяют фазу инвестирования и фазу отдачи. Два АТФ расходуются на фосфорилирование и расщепление гексозы на два триозофосфата; в результате последующих реакций образуются АТФ и NADH. Большинство стадий обратимы, все промежуточные продукты фосфорилируются, и три реакции фактически необратимы.
Митохондриальные челноки доставляют цитозольный NADH с тканеспецифичным выходом Поскольку внутренняя мембрана митохондрий не содержит цитозольный NADH, восстановительные эквиваленты поступают через глицерол‑3‑фосфатный и малат–аспартатный транспортеры. Белые мышцы и печень используют глицерол‑3‑фосфатную систему, в то время как в сердце отсутствует митохондриальная глицерол‑3‑фосфатдегидрогеназа, и оно полагается на малат–аспартатную систему. В зависимости от способа переноса, каждый цитозольный NADH дает три или два АТФ путем окислительного фосфорилирования.
Полное окисление глюкозы приводит к образованию 38 АТФ путем дегидрирования и трех этапов на уровне субстрата Аэробный катаболизм глюкозы включает в себя одну стадию дегидрирования при гликолизе и пять в обычном процессе, завершающуюся переносом электронов на кислород. При гликолизе происходят два фосфорилирования на субстратном уровне и одно ‑ в цикле лимонной кислоты. Учет окислительного фосфорилирования и фосфорилирования на субстратном уровне дает общий выход 38 АТФ на глюкозу.
Анаэробный гликолиз поддерживает уровень АТФ, превращая пируват в лактат В отсутствие кислорода или адекватной функции митохондрий гликолиз переходит в пируват, затем лактатдегидрогеназа восстанавливает пируват до лактата, используя цитозольный NADH. Это восстанавливает NAD+ и поддерживает гликолиз независимо от дыхательной цепи. Чистый выход глюкозы составляет два АТФ и два лактата, которые впоследствии могут быть повторно окислены до пирувата или преобразованы в глюкозу.
Мозг, мышцы, эритроциты и опухоли демонстрируют противоположные потребности в гликолизе Мозг аэробно окисляет около 100 г глюкозы в день, поэтому гипогликемия или гипоксия быстро ухудшают его функционирование, вызывая головокружение, судороги и потерю сознания. В начале мышечной работы, в эритроцитах и при гипоксии преобладает анаэробный гликолиз. Опухоли часто ускоряют как аэробный, так и особенно анаэробный гликолиз, а повышенный уровень лактата свидетельствует о быстрой пролиферации при плохой васкуляризации.
Гликолитические промежуточные продукты обеспечивают биосинтез нуклеотидов, аминокислот и липидов Фруктозо‑6‑фосфат и глицеральдегид‑3‑фосфат образуют рибозо‑5‑фосфат для нуклеотидов. 3‑фосфоглицерат обеспечивает углерод для серина, глицина и цистеина. В печени и жировой ткани ацетил‑КоА и дигидроксиацетонфосфат, образующиеся в результате гликолиза, служат субстратами для синтеза жирных кислот, холестерина и триацилглицерина.
Энергетический заряд настраивает PFK‑1 и возвращает его гексокиназе АТФ, АДФ и АМФ определяют энергетический статус и аллостерически регулируют PFK‑1, самую медленную стадию гликолиза. АМФ повышает сродство PFK‑1 к фруктозо‑6‑фосфату, в то время как АТФ на физиологическом уровне ингибирует аллостерическое действие, несмотря на насыщение активного участка. Замедление PFK‑1 приводит к накоплению фруктозо‑6‑фосфата, а затем глюкозо‑6‑фосфата, который ингибирует гексокиназу в большинстве тканей, в то время как повышенные уровни NADH и АТФ также снижают центральный катаболический поток.
2,3‑BPG из гликолитического шунта способствует высвобождению кислорода По побочному пути из 1,3‑бисфосфоглицерата образуется 2,3‑бисфосфоглицерат. В эритроцитах 2,3‑BPG накапливается и связывает гемоглобин, снижая сродство к кислороду и способствуя доставке кислорода к тканям. Он может быть преобразован обратно в 3‑фосфоглицерат, возвращаясь к гликолизу.
Глюконеогенез поддерживает уровень глюкозы в крови по мере того, как количество гликогена уменьшается Поскольку гликоген в печени истощается к 6-10 часам голодания и почти исчезает к 24 часам, печень — в меньшей степени, чем кора почек и слизистая оболочка кишечника — начинает синтезировать глюкозу. Суточная норма может достигать 80-100 г для поддержания мозга, красных кровяных телец, сетчатки и мозгового вещества надпочечников. Этот путь поддерживает нормогликемию во время длительного голодания и интенсивных физических нагрузок.
Лактат, глицерин и аминокислоты способствуют синтезу глюкозы в зависимости от состояния Лактат является постоянным субстратом для эритроцитов и работающих мышц. Глицерин выделяется во время липолиза жировой ткани при голодании или длительных физических нагрузках. Аминокислоты участвуют в процессе длительного голодания или длительной работы, поскольку мышечные белки разрушаются, а их поступление зависит от физиологических условий.
Пируваткарбоксилаза и PEPCK позволяют избежать необратимых стадий за счет АТФ Митохондриальная биотинзависимая пируваткарбоксилаза преобразует пируват в оксалоацетат с помощью АТФ; цитозольная фосфоенолпируваткарбоксикиназа образует PEP с помощью GTP. Фруктозо‑1,6‑бисфосфатаза и глюкозо‑6‑фосфатаза завершают путь к образованию свободной глюкозы. Для получения одной глюкозы из двух пируватов требуется шесть высокоэнергетических фосфатов: четыре для выработки PEP и два для превращения 3‑фосфоглицерата в 1,3‑бисфосфоглицерат.
Цикл Cori утилизирует лактат и стимулирует регенерацию глюкозы Работающие мышцы экспортируют лактат, который печень окисляет до пирувата, потому что его цитозоль более окислен. Глюконеогенез в печени преобразует этот углерод в глюкозу для возврата в мышцы, в то время как частичное окисление лактата обеспечивает синтез АТФ. Этот обмен предотвращает накопление лактата и опасный ацидоз.
Гипоксия и дефицит тиамина превращают пируват в лактат и препятствуют глюконеогенезу Недостаток кислорода угнетает пируватдегидрогеназный комплекс и окислительное фосфорилирование, превращая пируват в лактат и снижая уровень АТФ. Снижение уровня АТФ замедляет глюконеогенез, а внутриклеточный ацидоз ингибирует такие ферменты, как пируваткарбоксилаза. Печеночная недостаточность и дефицит тиамина также предрасполагают к накоплению лактата.
Аланиновый цикл переносит азот и углерод из мышц в печень При расщеплении белка многие аминокислоты в мышцах превращаются в пируват, а затем в аланин в результате переаминирования. Аланин переносит аминокислотный азот в печень, где он преобразуется в пируват для окисления или выработки глюкозы, в то время как азот участвует в синтезе мочевины. Этот цикл регулирует транспортировку азота и ограничивает накопление лактата без увеличения количества мышечного гликогена.
Глицерин превращается в глюкозу при наличии глицеролкиназы Печень и почки фосфорилируют глицерин до глицерол‑3‑фосфата с помощью глицеролкиназы, а затем окисляют его до дигидроксиацетонфосфата с помощью NAD‑зависимой дегидрогеназы. DHAP участвует в глюконеогенезе с образованием глюкозы. Ткани, в которых отсутствует глицеролкиназа, не могут использовать глицерин для производства глюкозы.
Инсулин и глюкагон изменяют субстратные циклы, благоприятствуя гликолизу или глюконеогенезу Инсулин способствует гликолизу и синтезу гликогена, индуцируя глюкокиназу, активируя пируваткиназу посредством дефосфорилирования и повышая уровень фруктозо‑2,6‑бисфосфата через дефосфорилированный PFK‑2, который активирует PFK‑1 и ингибирует FBP‑азу-1. Глюкагон устраняет эти эффекты посредством фосфорилирования, опосредованного PKA, которое инактивирует пируваткиназу, снижает уровень фруктозо‑2,6‑бисфосфата и индуцирует глюконеогенные ферменты, такие как PEPCK; кортизол поддерживает долгосрочную индукцию. После приема углеводов печень извлекает около 60% портальной глюкозы, запасает примерно две трети в виде гликогена, а остальное направляет на синтез или окисление жира, в то время как мышцы и жировая ткань поглощают большую часть оставшейся глюкозы в крови под действием инсулина.
Пентозофосфатный путь обеспечивает NADPH, пентозы и окислительную защиту Окислительная фаза превращает глюкозо‑6‑фосфат в пентозы, одновременно генерируя NADPH, который поддерживает синтез жирных кислот и холестерина, гидроксилирование цитохрома Р450 и дыхательный взрыв фагоцитов. Неокислительная фаза с помощью тиаминзависимой транскетолазы и трансальдолазы преобразует пентозы во фруктозо‑6‑фосфат и глицеральдегид‑3‑фосфат, обеспечивая гибкое производство или повторное использование, а также циклический режим, при котором образуется NADPH без накопления пентозы. В эритроцитах NADPH поддерживает восстановленный уровень глутатиона для детоксикации пероксида; дефицит глюкозо‑6‑фосфатдегидрогеназы снижает уровень NADPH, способствует сшиванию гемоглобина и образованию тельца Хайнца, укрепляет мембраны и запускает гемолиз, особенно при приеме окислительных препаратов, таких как противомалярийные препараты и сульфаниламиды.