2. Взаимосвязь обмена белков, жиров и углеводов

Обмен веществ в живом организме протекает не хаотично, а «тонко настроен». Все превращения органических веществ, процессы анаболизма и катаболизма тесно связаны друг с другом. В частности, процессы синтеза и распада взаимосвязаны, координированы и регулируются нейрогуморальными механизмами, придающими химическим процессам нужное направление. В организме человека, как и в живой природе вообще, не существует самостоятельного обмена белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Все они объединены в единый процесс метаболизма, подчиняющийся диалектическим закономерностям взаимозависимости и взаимообусловленности, допускающими также взаимопревращения между отдельными классами органических веществ.

ЛИПИДЫ УГЛЕВОДЫ

Ж ирные

К ислоты Глицерин Глюкоза

А цетоацетил-КоА Ацетил-КоА Пируват

Н₂О ЦТК

Кетогенные СО₂ Глюкогенные

АМК АМК

Аминокислоты

NH₃

БЕЛКИ

Рис.12.1. Пути взаимопревращения белков, жиров и углеводов

Основные пути взаимопревращения белков, жиров и углеводов схематически представлены на рисунке 12.1.

Помимо прямых перехродов метаболитов этих классов веществ друг в друга, существует тесная энергетическая связь, когда энергетические потребности организма могут обеспечиваться окислением какого-либо одного класса органических веществ при недостаточном поступлении с пищей других.

В процессе рапада углеводов образуются кетокислоты, которые могут подвергатьсяя аминированию или переаминированию и образовывать соответствующие -аминокислоты – структурные элементы белков. Например, путем аминирования или переаминирования пировиноградная кислота, являющаяся продуктом распада углеводов, может превратиться в аминокислоту – аланин. Кроме того, пировиноградная кислота в результате дальнейших превращений дает щавелевоуксусную и -кетоглутаровую кислоты, из которых путем реакций аминирования или переаминирования соответственно образуются аспарогиновая и глутаминовая аминокислоты. Углеводы в животном организме могут синтезироваться из продуктов окисления белков. Углеводы образуются из тех аминокислот, которые при дезаминировании превращаются в кетокислоты.

Единство в обмене углеводов и жиров доказывается возникновением общих промежуточных продуктов распада. При распаде углеводов образуется пировиноградная кислота, а из нее -–активная форма уксусной кислоты – ацетил-КоА, который может быть использован в синтезе жирных кислот. Последнии при своем распаде дают ацетил-КоА. Для синтеза нейтральных жиров необходим кроме жирных кислот и глицерин. Глицерин также может синтезироваться из продуктов распада углеводов, а именнно, 3-фосфоглицеринового альдегида и фосфодиоксиацетона. И наоборот, при распаде глицерина могут образовываться фосфотриозы.

Многие заменимые аминокислоты могут синтезироваться из промежуточных продуктов расщепления жиров. Возникающий при распаде жирных кислот ацетил-КоА вступает в конденсацию с щавелевоуксусной кислотой и через цикл трикарбоновых кислот приводит к образованию -кетоглутаровой кислоты. Эта кислота в результате аминирования или переаминирования переходит в глутаминовую. Глицерин, входящий в состав нейтральных жиров, окисляется в глицериновую кислоту и в дальнейшем превращается в пировиноградную, а последняя используется для синтеза заменимых аминокислот. Использование белков для синтеза жира осуществляется через образование ацетил-КоА, по схеме:

-NH₃, -2Н, + Н₂О + КоА

А минокислота -кетокислота ацетил-КоА

Далее ацетил-КоА может быть использован для синтеза жирных кислот. Глицерин образуется лишь за счет тех аминокислот, которые способны превращаться в пировиноградную кислоту.

Таким образом, преобладание распада одних питательных веществ и биосинтеза других, прежде всего, определяется физиологическим состоянием и потребностями организма в энергии и метаболитах. Этими факторами в значительной степени может быть объяснено существование постоянного динамического состояния химических составных компонентов организма как единого целого.