Глава 6 взаимосвязь обмена углеводов, липидов и белков

Процессы, протекающие в организме животных не хаотичны, а взаимосвязаны и регулируются нейрогуморальными механизмами, придающими химическим процессам нужное направление. В организме не существует самостоятельного обмена углеводов, липидов, белков, нуклеиновых кислот. Все превращения объединены в целостный процесс метаболизма (рис.23). Эти взаимопревращения диктуются физиологическими потребностями организма.

Взаимосвязь различных метаболических путей и циклов осуществляется на уровне узловых метаболитов, важнейшими из которых являются ацетил-КоА, пируват, глюкозо-6-фосфат, фруктозо-6-фосфат, оксалоацетат, аспартат, α-кетоглутарат.

Связь углеводного и липидного обмена происходит на уровне дигидроксиацетонфосфата (ДАФ) и ацетил-КоА. ДАФ, образующийся при гликолизе далее восстанавливается в глицеролфосфат, который в свою очередь вовлекается в синтез триглицеридов. Ацетил-КоА образуется при окислительном декарбоксилирования пирувата и далее в зависимости от нужд организма используется для образования жирных кислот, кетоновых тел, холестерина, желчных кислот, стероидных гормонов. В ходе большинства из этих синтетических процессов используется НАДФН(Н⁺), основным поставщиком которого является окислительная ветвь пентозофосфатного пути превращения углеводов.

ПФП поставляет также рибозо-5-фосфат, используемый для биосинтеза нулеиновых кислот. Таким образом на уровне данного метаболита прослеживается взаимосвязь углеводного и нуклеинового обмена.

В тоже время следует, однако, указать, что превращение липидов в углеводы носит ограниченный характер и возможно только через ДАФ, который вовлекается в глюконеогенез при недостатке углеводов в организме животных.

Рис. 23. Взаимосвязь различных путей обмена углеводов, липидов и белков в организме

животных.

Связь углеводного и белкового обмена осуществляется на уровне таких метаболитов, как пируват и оксалоацетат. Образовавшиеся в процессе обмена углеводов данные соединения в реакциях трансаминирования превращаются соответственно в аминокислоты α-аланин и аспартат, которые далее могут вовлекаться в синтез белка. Возможен и обратный процесс превращения аминокислот в глюкозу. Те, аминокислоты, которые превращаются в глюкозу, получили название глюкогенных. К ним относятся глицин, α-аланин, серин, цистеин, треонин, метионин, валин, аспарагиновая кислота, аспарагин, глутаминовая кислота, глутамин, аргинин, гистидин, пролин. Первоначально их безазотистые остатки превращаюся в один из следующих метаболитов – пируват, кетоглутарат, сукцинил-КоА, фумарат, оксалоацетат. Далее они через пируват и оксалоацетат включаются в глюконеогенез. Но, как и при превращениии липидов в углеводы, эти процессы также носят ограниченный характер.

• Контрольные вопросы по теме: «взаимосвязь обмена углеводов, липидов и белков»

1. Какие соединения называются узловыми метаболитами? Приведите примеры. От чего зависит вовлечение этих метаболитов в тот или иной обменный процесс и как осуществляется эта регуляция?

2. На уровне каких соединений взаимосвязаны между собой углеводный и липидный обмены? Ответ поясните конкретными примерами.

3. Укажите соединения, связывающие между собой углеводный и белковый обмены.

4. Почему превращение липидов и белков в углеводы в организме животных носит ограниченный характер? Ответ аргументированно поясните.

5. Приведите примеры соединений на уровне который связаны белковый и липидный обмены.