Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Взаимодействие жирового и углеводного обмена
Конвергенция путей жирового и углеводного обмена на общем интермедиате (ацетил-СоА) и влиянии интермедиатов одного процесса на ферментативные реакции другого обусловливают разнообразие регуляторных взаимоотношений между метаболизмом жиров и углеводов. Эти взаимоотношения наиболее ярко иллюстрируются, во-первых, влиянием повышенной утилизации углеводов на жировой обмен и, во-вторых, влиянием повышенной утилизации жира на углеводный обмен. Наблюдаемые взаимодействия суммированы в табл. 10—2. При увеличении снабжения углеводами (например, после приема содержащей углеводы пищи) и стимуляции использования Таблица 10—2. Взаимоотношения между жировым и углеводным обменом
глюкозы меняется жировой обмен в отношении липолиза, синтеза жирных кислот и кетогенеза. Усиление поглощения глюкозы способствует снижению высвобождения жирных кислот из жировой ткани за счет увеличения количества глицерин-3-фосфата. Этот интермедиат, образующийся в процессе гликолиза, обеспечивает реэстерификацию СЖК с образованием триглицеридов. Кроме того, повышение уровня глюкозы в крови стимулирует секрецию инсулина, наиболее мощного ингибитора гормончувствительной липазы в жировой ткани. Таким образом, антилиполитическое действие углеводов опосредуется как самим субстратом, так и гормоном. Утилизация углеводов способствует также синтезу длинноцепочечных жирных кислот. При приеме с пищей углеводов увеличивается активность ацетил-СоА-карбоксилазы, катализирующей ограничивающий скорость этап этого процесса. Этот эффект опосредуется гормональными изменениями (повышение уровня инсулина), равно как и субстратными изменениями—повышением уровня цитрата, активатора фермента, и уменьшением содержания СЖК, ингибирующих фермент. Утилизация глюкозы по пентозному пути обеспечивает процесс и НАДФ•Н, необходимым для биосинтеза жира. Утилизация углеводов резко тормозит и кетогенез. Этот эффект опосредуется угнетением липолиза, что снижает уровень жирных кислот для окисления в печени. Кроме того, повышение синтеза жира увеличивает содержание малонил-СоА, ингибирующего ацилкарнитинтрансферазу I. Гормональные изменения, сопровождающие утилизацию углеводов (повышение уровня инсулина, снижение уровня глюкагона), также уменьшают количество свободного карнитина, необходимого для транспорта жирного ацильного производного через митохондриальную мембрану.
При повышении утилизации жира, что происходит при ограничении поступающих с пищей углеводов, при полном голодании и диабете, наблюдаются изменения как в продукции, так и в утилизации глюкозы. Повышенную утилизацию жира и кетогенез обычно сопровождает усиление глюконеогенеза. Механизм, с помощью которого окисление жира стимулирует глюконеогенез, заключается, вероятно, в том, что ацетил-СоА аллостерически активирует пируваткарбоксилазу, катализирующую первую стадию глюконеогенеза (см. рис. 10—4). Таким образом, хотя жирные кислоты (если не считать относительно редко встречающиеся производные с нечетным числом углеродных атомов) не могут обеспечить поставку углеродных скелетов для синтеза глюкозы, но их окисление за счет активации фермента все же повышает глюконеогенез. Увеличение окисления жира сопровождается также торможением синтеза жира из образуемого из глюкозы (или из жирных кислот) ацетил-СоА. Высокий уровень СЖК и гормональные изменения (уменьшение секреции инсулина), сопровождающие снижение уровня углеводов, понижают активность ацетил-СоА-карбоксилазы. В исследованиях на перфузируемом сердце крысы наблюдали также ингибиторный эффект СЖК на утилизацию глюкозы по гликолитическому и аэробному пути. Утилизация глюкозы тормозилась на стадиях, катализируемых фосфофруктокиназой (ограничивающий скорость фермент гликолиза) и пируватдегидрогеназой — ферментом, необходимым для образования ацетил-СоА из пирувата. Эти взаимоотношения получили название цикла глюкоза — жирные кислоты, подразумевающее, что повышение уровня СЖК в крови препятствует окислению глюкозы [18]. Не совсем ясно, реализуются ли эти взаимоотношения в скелетной мышце человека in vivo. Например, при физической нагрузке усиление утилизации глюкозы происходит на фоне повышения уровня СЖК в крови и ускорения окисления жира сокращающимися мышцами. Тем не менее реципрокные отношения между окислением жира и глюкозы все же могут ограничивать утилизацию последней при физической нагрузке.
ОБМЕН АМИНОКИСЛОТ Устойчивые концентрации аминокислот в крови определяются равновесием между их высвобождением из эндогенных белковых источников и утилизацией различными тканями. Поскольку более 50% от общего запаса свободных аминокислот в организме приходится на долю мышечной ткани, а ферменты мочевинного цикла, необходимые для накопления азота, сосредоточены в печени, то следует ожидать, что эти два органа играют главную роль в определении уровня в крови и кругооборота аминокислот [19]. В состоянии натощак (т. е. после 12—14-часового ночного голодания) преобладает высвобождение аминокислот из мышечной ткани (рис. 10—9, а). Это высвобождение отличается своеобразием: выход аланина и глутамина превышает выход всех других аминокислот и определяет высвобождение более 50% общего a-аминоазота. Отрицательный баланс аминокислот в мышечной ткани уравновешивается их поглощением тканями брюшной полости. Как и при высвобождении на периферии, именно аланин и глутамин преимущественно поглощаются этими тканями. Действительно, существует очень тесная корреляция между относительным выходом большинства аминокислот из периферических тканей и их поглощением тканями брюшной полости. Среди последних местом поглощения аланина служит печень, а местом утилизации глутамина — кишечник. Большинство аминогрупп глутамина, экстрагируемого кишечником, высвобождается опять-таки в виде аланина или свободного аммиака. Главным местом элиминации глутамина являются почки, в которых из азота образуется аммиак.
Рис. 10—9. Влияние белковой пищи на межорганный обмен аминокислотами. Натощак преобладает выход аминокислот главным образом аланина и глутамина из мышц (а). После приема белковой пищи (б) аминокислоты с разветвленной цепью (валин, лейцин и изолейцин) из переваренного белка доставляются в мышцы, где используются для синтеза белка и в качестве окисляемого энергетического материала. В отличие от этого лишь небольшая часть всех других аминокислот поглощается мышцей. Они экстрагируются в основном печенью, где превращаются в глюкозу, окисляются или используются для синтеза белка.
ГЛЮКОЗОАЛАНИНОВЫЙ ЦИКЛ Преобладание аланина среди всех доступных и поглощаемых печенью аминокислот, а также быстрота, с которой печень превращает его в глюкозу, указывают на значение этой аминокислоты в качестве ключевого предшественника глюкозы, имеющего белковое происхождение. Преобладание аланина среди аминокислот, высвобождаемых мышцей, нельзя объяснить, исходя из его количества как составной части клеточных белков, поскольку на долю аланина приходится не больше 7—10% аминокислотных остатков мышечных белков. Это несоответствие заставило предположить, что в мышечной ткани аланин синтезируется de novo за счет аминирования пирувата, и сформулировать представление о глюкозоаланиновом цикле [20]. Согласно этому представлению, аланин синтезируется в мышце путем трансаминирования образующегося из глюкозы пирувата и переносится в печень, в которой его углеродный скелет вновь превращается в глюкозу (см. рис. 10—5). В качестве источника аминогрупп для синтеза аланина в мышце предполагаются аминокислоты с разветвленной цепью (валин, лейцин, изолейцин), поскольку внепеченочные ткани, особенно мышцы, служат местом их окисления.
Исследования с 14С-глюкозой позволили определить, что углеродный скелет аланина, высвобождаемого мышцей, на 60% состоит из экзогенной глюкозы, тогда как углеродные атомы катаболизируемых в мышце других аминокислот не участвуют в построении этого скелета. Количественные оценки показали, что скорость кругооборота углеродных скелетов в глюкозоаланиновом цикле (в качестве конечного продукта утилизации глюкозы на периферии и предшественника глюкозы, продуцируемой печенью) составляет примерно 50% от скорости цикла Кори (лактат—глюкоза) [10, 19]. Хотя глюкозоаланиновый цикл не дает новых углеродных атомов для синтеза глюкозы de novo, он играет важную роль в гомеостазе глюкозы, как и в метаболизме азота и энергии. Дефицит аланина имеет значение в патогенезе ускоренного голодания, наблюдаемого при беременности [21], гипогликемии с кетозом у новорожденных [22] и гипогликемии при синдроме мочи кленового сиропа [23]. Аланин служит также одним из средств детоксикации аммиака при переносе в печень аминогрупп, образующихся в мышцах в процессе катаболизма аминокислот с разветвленной цепью. Гипераланинемия наблюдается при различных нарушениях ферментов мочевинного цикла, когда она может смягчать выраженность гипераммониемии [10]. Глюкозоаланиновый цикл может также иметь отношение к продукции АТФ. Превращение глюкозы в аланин обеспечивает образование 8 молекул АТФ, тогда как при ее превращении в лактат образуются лишь две молекулы АТФ. Кроме того, поскольку образование аланина облегчает окисление аминокислот с разветвленной цепью, он обеспечивает образование дополнительных 30—40 молей АТФ на 1 моль окисленной аминокислоты.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-01-26; просмотров: 435; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.141.197.212 (0.009 с.) |