Взаимосвязь обмена углеводов и липидов

Взаимосвязь обменов АК, жиров и углеводов

Метаболизм - закономерный порядок превращения веществ и энергии в живых организмах, направленных на обеспечение процесса жизнедеятельности и самовоспроизведения организма. Функции:
1)поддержание гомеостаза
2)выполнение жизненных функций
Контроль, согласование и координация работы отдельных органов и ткани- три интегральных системы:
-нервная система(все сигналы о изменении в окружающей среде, внутренней среде; обработка и принятие решений для адаптации организмов).
-эндокринная система (открытая система- регуляция гормонами живого организма ,обеспечение гомеостаза)
-сердечно-сосудистая и лимфатическая система(транспорт питательных веществ к тканях, конечных продуктов обмена к выделительным органам, транспорт всех хим. в-в, обмен между тканями)

Проявление взаимосвязи обменов:
1)одновременное поступление соединений всех классов в пищ. тракт; одновременное переваривание; одновременное всасывание; дальнейший транспорт образовавшихся мономеров в ткани
2)превращение жиров, углеводов, белков с образованием одинаковых промежуточных продуктов (ЩУК, ПВК, L-кетоглутарат, ацетил-КоА)
3)превращение по общим путям катаболизма (ПВК- окислительное декарбоксилирование, ацетил-КоА в ЦТК)
4)образование единых конечных продуктов (СО2, NН3, Н2О)
5)образование единого аккумулятора энергии-АТФ
6)все полимеры построены из небольшого числа мономеров: глюкоза, клетчатка..
7) использование промежуточных продуктов для распада и синтеза соединений др. классов (СО2-образование ЩУК из пируватов ЦТК; глюконеогенез ацетилКоА - малонил КоА для синтеза ВЖК; синтез карбомоилфосфата-синтез пиримидиновых нуклеотидов, обезвреживание аммиака)
8)наличие соединений,являющихся пунктами переключения с одного обмена на другой
9)взаимосвязь органов и тканей
печень: депонирует и поставляет глюкозу, синтез кетоновых тел, синтез холестерина, образует ЛПОНП, ЛПВП, общее обезвреживание NН3, глюкозоаланиновый и глюкозолактатный цикл
почки:общее обезвреживание аммиака, кроветворение-синтез эритропоэтина, синтез ренина- АД, синтез активной формы D3-кальцитриол
10) единые механизмы регуляции на молекулярном, клеточном и организменном уровне(через изменение количества и активности ферментов)

Интеграция различных путей метаболизма углеводов четко просматриваетея на уровне метаболизма глюкозо-6-фосфата, который находится на пересечении нескольких метаболических путей. За глюкозо-6-фосфат могут конкурировать фер­менты глюкозофосфапшзомераза, глюкозо - 6-фосфат -дегидрогеназа, фосфоглюкомутаза и глюкозо-6-фосфатаза. Глюкозофосфат- изомераза направляет метаболизм по гликолитическому пути. Пируват, в зависимости от обеспеченности клеток кислородом, включается в анаэробные или аэробныепроцессы. Фруктозо-6-фосфат и глицеральдегид-3-фосфат являются общими метаболитами гликолитического и пентозофосфатного пути. Они вступают в транскетолазную реакцию и дают начало не- окислительному пентозофосфатному пути. Глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа ориентирует метаболизм глюкозо-6-фосфата через окислительный пентозофосфатный путь. Взаимосвязь между окислительно-декарбоксилируюшсй сис­темой и системой трансферазных реакций пентозофосфатного пути (ПФП) метаболизма углеводов осуществляется ферментами рибозофосфатизомеразой и рибулозофосфат-3-эпимеразой. Взаимопревращение глюкозо-6-фосфата в глюкозо-1 -фосфат обеспечивает, с одной стороны, биосинтез гликогена, а с другой стороны, после фосфориолиза гликогена включение глюкозо-1- фосфата в гликолитический и пентозофосфатный пути метабо­лизма.Лактат через пируват может превращаться в оксалоацетат, который в свою очередь включается в глюкогеогенез с обра­зованием глюкозо-6-фосфата. В печени, почках и тонком от­деле кишечника происходит гидролиз глюкозо-6-фосфата с об­разованием глюкозы.

Взаимосвязь обмена углеводов и липидов

Биосинтез липидов из углеводов. L-Глицерофосфат, необходимый для биосинтеза ТГ (нейтральных жиров) и ФЛ (фосфатидов) образуется при восстановлении диоксиацетонфосфата (ДГАФ), который является продуктом расщепления фруктозо-1,6-бисфосфата в процессе фруктозобисфосфат-альдолазной реакции. Биосинтез высокомолекулярных карбоновых (жирных) кислот происходит из ацетил-СоА, который может образовываться в результате окислительного декарбоксилирования пирувата под действием пируватдегидрогеназного комплекса. Пируват являет­ся центральным промежуточным продуктом обмена углеводов.

Транспорт ацетил-СоА из митохондрий в цитоапазму тесно свя­зан с обменом углеводов. Перенос ацетил-СоА из митохондрий в цитоплазму происходит в основном в виде цитрата. Цитрат, как известно, образуется в реакции конденсации ацетил-СоА с оксалоацетатом (ОАА), катализируемой цитратсинтазой. Оксалоацетат представляет собой продукт карбоксилирования пирувата.

Кроме того, окислительный пентозофосфатный путь метабо­лизма углеводов является одним из источников восстановитель­ных эквивалентов при биосинтезе кислот. Так, например, для синтеза пальмитата требуется 14 молекул NAДФH, шесть из которых поставляет окислительный пентозофосфатный путь ме­таболизма углеводов. а восемь молекул NADPH образуется в процессе переноса 8 молекул ацетил-СоА в цитоплазму с участием пирувата и мататлегидрогеназной системы, перенос атомов водорода из разных субстратов сопровождается образованием кетокистот (предшественников глюконеогенеза) без участия атмосферного кислорода. кетокистоты в процессе карбоксилирования выделяют С0₂. Таким образом, образование и выделение С0₂ при биосинтезе жиров из углеводов про­исходит при меньших количествах 0_2,, потому что водород восстановленных коферментов идет не в дыхательную цепь, а на восстановительные биосинтетические процессы.

Биосинтез углеводов из жиров в организме животных ограничен, т. к. у них нет ферментов, способных превращать жирные кислоты в метаболиты глюконеогенеза, и только глицерол, как компонент жи­ров, может использоваться для биосинтеза углеводов. Растения и некоторые бактерии, благодаря наличию глиоксилатного цикла, способны использовать ацетил-СоА для биосинтеза углеводов. В результате одного оборота глиоксилатного цикла образуется две молекулы оксалоацетата, одна из которых поддерживает цикличность процесса, а вторая может быть субстратом глюконеогенеза.