Взаимосвязь белкового, углеводного и липидного обменов. Роль ключевых метаболитов глюкозо-6-фосфатов, пировинограной кислоты и ацетил-КоА

Обмен веществ в ор-ме человека протекает не хаотично, а «тонко настроен». Все превращения органических веществ, процессы анаболизма и катаболизма тесно связаны друг с другом. Не существует самостоятельного обмена Б, У, н.к..Все они объединены в единый процесс метаболизма.

Строительные блоки возникают как промежуточные продукты процессов катаболизма, ведущих к образованию энергии и восстановленных эквивалентов. Следовательно, все эти этапы объединены в единый многофункциональный процесс, направленный на поддержание жизнедеятельности клетки и постоянное обновление ее структур.

Объединение нескольких метаболических путей в единый процесс неизбежно приводит к возникновению общих промежуточных метаболитов.

Глюкозо-6-фосфат образуется из глюкозы и гликогена. Может расходоваться на:

1.синтез глюкозы и гликогена;

2.гликолиз до образования пирувата, у которого также несколько путей использования;

3.поступать на ПФП и превращаться в рибозо-5-фосфат.

Пируват образуется в результате гликолиза, или в ходе превращения липидов, а также из аланина (реакцией переаминирования). Превращается

1.в лактат;

2.в аланин (синтез белка);

3.в оксалоацетат (глюконеогенез);

4.в ацетил КоА (ЦТК).

Ацетил-КоА образуется из пирувата (а, следовательно, аланина, глицерола) и ЖК. Поступает:

1.в ЦТК;

2.используется при бетта-окислении ЖК.

Кетогенные амк, образующие в процессе обмена ацетоацетил-КоА могут непосредственно участвовать в синтезе жк и стеринов. Аналогично могут использоваться глюкогенные амк ч/з ацетил-Ко. Но после предватительного превращения в пировиноградную кислоту, или др.кетокислоту, переходящую в пируват. Фосфолипиды имеют своим источником амк и их производные, например серин, этаноламин, сфингозин, холин.

Получены док-ва синтеза глю из большинства амк. В некоторых случаях(ала, аспарагиновая к-та, глутаминовая) эта связь является непосредственной, в др – она осуществляется через побочные каналы. Слеует отметить, что 3 α-ктокислоты (пируват, оксалоацетат и кетоглутарат), образующиеся соответственно из ала, аспартата и глутамата, не только служат исх.материалом для синтеза глю, но и являются катализатором в превращении ацетильных остатков от всех классов пищевых в-в в ЦТК для образования Е.

Процесс синтеза У из амк – глюконеогенез

Синтез жиров из У – депонировние Е. Глицерин, входящий в состав триглицеридов и фосфолипидов, может легко образоваться из промежуточных метаболитов гликолиза, в чстности из 3-фосфоглицеринового альдегида. Однако, основной путь превращения У в Ж – путь образования высших ж.к. из ацетил-КоА, кот образуется при окислительном декарбоксилировании пировиноградной кислоты.

Ацетил-КоА, образующийся в процессе обмена У, Ж и ряда амк, служит пусковым субстратом как для синтеза ж.к., так и для ЦТК. Две молекулы ацетил-КоА, конденсируясь, образует ацетоуксусную кислоту, которая является источником других ацетоновых тел в ор-ме.

Следует упомянуть об использовании галактозы и глюкозы для биосинтеза цереброзидов и гликолипидов.

3. Образование СО₂ в процессах биологического окисления. Типы декарбоксилирования в ЦТК.

Образование СО2 в процессе биологического окисления. СО2 в организме образуется двумя путями - путем прямого и окислительного декарбоксилирования. Основная масса СО2 образуется в ЦТК. Первая молекула СО2 образуется путем прямого декарбоксилирования изоцитрата, при этом изоцитратдегидрогеназа обладает декарбоксилирующим эффектом. Вторая молекула СО2 путем окислительного декарбоксилирования альфа-кетоглутората. Одна молекула СО2 образуется в результате окислительного декарбоксилирования ПВК. Человек за сутки выделяет около 500 мл СО2.

Виды декарбоксилирования в ЦТК. В ЦТК есть только два типа декарбоксилирования - прямое и окислительное. 1. Прямое декарбоксилирование изоцитрата под действием изоцитратдегидрогеназы, которая обладает декарбоксилирующим эффектом, превращается в альфа-кетоглуторат и НАДН, который является источником водорода для дыхательной цепи, окисление которого приводит к образованию 3х АТФ и воды. Кроме того в этой реакции образуется СО2. 2. Окислительное декарбоксилирование альфа-кетоглутората происходит под действием альфа-кетоглуторатдегидрогеназного комплекса, который включает три фермента и пять кофакторов - ТДФНSКоА, НАД, ФАД, липоевая кислота. Продуктом реакции является образование макроэргического соединения - сукцинил-КоА. В результате этой реакции образуется еще одна молекула восстановительного эквивалента НАДН и СО2.