4 Метаболизм макронутриентов

Основными конечными продуктами гидролитического расщепления содержащихся в пище макронутриентов являются мономеры (сахара, аминокислоты, высшие жирные кислоты), которые, подвергаясь всасы­ванию на уровне пищеварительно-транспортных комплексов, являют­ся, в большинстве случаев, основными элементами метаболизма (про­межуточного обмена) и из которых в различных органах и тканях орга­низма вновь синтезируются сложные органические соединения.

Под метаболизмом (от греч. metaboli — перемена) подразумевают в данном случае превращение веществ внутри клетки с момента их поступ­ления до образования конечных продуктов. При этих химических пре­вращениях освобождается и поглощается энергия.

Основная масса питательных веществ, поглощенных в пищеваритель­ном тракте, поступает в печень, представляющую собой главный центр их распределения в организме человека. Возможны пять путей метабо­лизма в печени основных питательных веществ, схематичное отображе­ние которых представлено на рис.

Метаболизм углеводов связан с образованием глюкозо-6-фосфата, происходящим при фосфорилировании с помощью АТФ поступающей в печень свободной D-глюкозы. Основной путь метаболизма через D-глюкозу-6-фосфат связан с его превращением в D-глюкозу, поступающую в кровь, где ее концентрация должна поддерживаться на уровне, необходимом для обеспечения энер­гией мозга и других тканей. Концентрация глюкозы в плазме крови в нор­ме должна составлять 70—90 мг/100 мл. Глюкозо-6-фосфат, который не был использован для образования глюкозы крови, в результате действия двух специфических ферментов превращается в гликоген и запасается в печени.

Избыток глюкозо-6-фосфата, не преобразованный в глюкозу крови или гликоген, через стадию образования ацетил-КоА может быть преоб­разован в жирные кислоты (с последующим синтезом липидов) или хо­лестерин, а также подвергнуться распаду с накоплением энергии АТФ или образованием пентозофосфатов.

Метаболизм аминокислот может происходить по путям, включающим:

• транспорт через систему кровообращения в другие органы, где осуще­ствляется биосинтез тканевых белков;

• синтез белков печени и плазмы;

• преобразование в глюкозу и гликоген в процессе глюконеогенеза;

• дезаминирование и распад с образованием ацетил-КоА, который мо­жет подвергаться окислению с накоплением энергии, запасаемой в фор­ме АТФ, либо превращаться в запасные липиды; аммиак, образующий­ся при дезаминировании аминокислот, включается в состав мочевины;

• превращение в нуклеотиды и другие продукты, в частности гормоны.

Метаболизм жирных кислот по основному пути предусматривает их использование в качестве субстрата энергетического обмена в печени.

Свободные кислоты подвергаются активации и окислению с образо­ванием ацетил-КоА и АТФ. Ацетил-КоА окисляется далее в цикле ли­монной кислоты, где в ходе окислительного фосфорилирования вновь образуется АТФ.

Избыток ацетил-КоА, высвобождаемый при окислении кислот, мо­жет превращаться в кетоновые тела (ацетоацетат и p-D-гидроксибутират), представляющие собой транспортную форму ацетильных групп к периферическим тканям, или использоваться в биосинтезе холестери­на — предшественника желчных кислот, участвующих в переваривании и всасывании жиров.

Два других пути метаболизма жирных кислот связаны с биосинтезом липопротеинов плазмы крови, функционирующих в качестве перенос­чиков липидов в жировую ткань, или с образованием свободных жирных кислот плазмы крови, транспортируемых в сердце и скелетные мышцы в качестве основного «топлива».

Таким образом, выполняя функции «распределительного центра» в организме, печень обеспечивает доставку необходимых количеств питательных веществ в другие органы, сглаживает колебания в обмене ве­ществ, обусловленные неравномерностью поступления пищи, осуществ­ляет превращение избытка аминогрупп в мочевину и другие продукты, которые выводятся почками.

Помимо превращения и распределения макронутриентов, в печени активно протекают процессы ферментативной детоксикации.

Рис. Схематичное представление о системах биотрансформации чужеродных веществ

Детоксикация состоит в том, что относительно нерастворимые соеди­нения подвергаются биотрансформации, в результате чего становятся бо­лее растворимыми, легче расщепляются и выводятся из организма. Боль­шинство процессов биотрансформации связано с реакциями фермента­тивного окисления с участием фермента цитохрома Р 450. В общем виде процесс биотрансформации включает две фазы: образование метаболи­тов и их последующее связывание в различных реакциях с образованием растворимых конъюгатов.

Форма контроля: конспект и ответы на контрольные вопросы

Контрольные вопросы

1. В какой среде и под действием какого фермента происходит переваривание белков в желудке?

2. Под действием каких ферментов пептиды белков гидролизуются до аминокислот?

3. Какие ферменты и в каком виде секретируются в ЖКТ?

4. Роль трипсина в тонком отделе кишечника?

5. Когда возщникает заболевание острый панкреатит?

6. Под действием какого фермента гидролизируется крахмал?

7. До какого мономера гидролизуется полисахариды?

8. Какие ферменты гидролизую пищевые дисахариды?

9. Где и какими ферментами осуществляется процесс гидролиза жиров?

10. Опишите циркулящию желчных кислот и их роль в организме?

11. Какова роль печени в организме человека?

12. Что понимают под метаболизмом?

13. В чем суть детоксикации организма?

14. В каком виде всасываются сложные пищевые вещества пищи?

15. Из каких противоположных процессов складывается обмен веществ?

ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ № 6

ТЕМА: ОПРЕДЕЛЕНИЕ АСКОРБИНОВОЙ КИСЛОТЫ

В ПЛОДАХ ШИПОВНИКА

цель занятия: изучить методику определения аскорбиновой кислоты в плодах шиповника.

Основные вопросы: