Процесс обмена белков, жиров, утлеводов, нуклеиновых кислот тесно взаимосвязан. Эта взаимосвязь осуществляется через ключевые метаболиты, которые служат общим звеном на путях распада или синтеза мономеров. К таким метаболитам можно отнести пируват, ацетил-КоА, фосфоглицерат, метаболиты цикла Кребса (рис. 42).
Рис. 42. Взаимосвязь основных путей обмена веществ
Из рис. 42 видно, что пируват является точкой пересечения путей распада и синтеза глюкозы (или других моносахаридов) и некоторых аминокислот.
Более разветвленный узел метаболических связей представляет собой Ацетил-КоА - через него открывается путь превращения аминокислот (т.е. белков) и глюкозы (т.е. вообще углеводов) в липиды.
Как бы вспомогательным связующим звеном между углеводами и липидами служит фосфоглицерат. Через него происходит взаимопревращение углеводов и липидов.
Обширные возможности для взаимопревращения одних мономеров в другие представляют промежуточные продукты цикла Кребса. Через цикл Кребса сообщаются все основные пути распада и синтеза веществ. Ацетил-КоА, образующийся в процессе обмена углеводов, жиров и ряда аминокислот, поступает в цикл Кребса, где для его окисления требуется щавелево-уксусная кислота (оксалоацетат). Она может образоваться при карбоксилировании пировиноградной кислоты (пирувата) или в процессе трансаминирования аспарагиновой кислоты.
Мономеры - структурные звенья биополимеров, поэтому возможна в определенных рамках относительная взаимозаменяемость белков, углеводов и липидов пищи. Границы взаимозаменяемости определяют прежде всего аминокислоты. Восемь незаменимых аминокислот не могут синтезироваться в организме человека и других млекопитающих, да и синтез двух полузаменимых кислот ограничен. Поэтому аминокислоты (прежде всего незаменимые) являются первичными по отношению к остальным биомолекулам, и с их возникновения, возможно, и началась эволюция живых систем.
Совершенно очевидно (см. рис. 42), что если потребляются в достаточном количестве и качестве белки и углеводы, то организм долго может обходиться без липидов. Аминокислоты и углеводы служат источником Ацетил-КоА, а углеводы - еще и источником (НАДФ.Н+Н+), что позволяет синтезировать липиды в нужном количестве.
Схема, представленная на рис. 35, показывает, почему организму человека вообще не требуется поступления с пищей пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов (структурных мономеров нуклеиновых кислот) - при наличии в пище белков и углеводов они синтезируются в необходимых количествах. Следовательно, белки и углеводы позволяют длительное время обеспечивать образование жизненно важных компонентов тканей организма и его нормальную деятельность. Конечно, это возможно, если с белками и углеводами поступают и такие компоненты пищи, как витамины, вода и минеральные вещества. С другой стороны, человек может долго обходиться без углеводов, если в достаточном количестве поступают остальные компоненты пищи.
Таким образом, преобладание распада одних и биосинтеза других пищевых веществ определяется, прежде всего, физиологическим состоянием и потребностями организма в энергии и метаболитах.
