Типовые нарушения обмена веществ

Ключевые пункты обмена углеводов и жиров

Некоторые ключевые пункты обмена углеводов и жиров





При сахарном диабете существенно нарушаются буквально все виды обмена веществ, но наибольшие изменения возникают в метаболизме углеводов и жиров.

Обмен углеводов важен для организма прежде всего тем, что 40-45% его калоража обеспечивается именно углеводами. В результате расщепления и превращений главного углеводного субстрата - глюкозы - в организме образуется основное количество энергии. При аэробном расщеплении углеводов превращение одной молекулы глюкозы приводит к образованию 38 молекул АТФ, а при анаэробном - образуется 2 молекулы АТФ.

Внутри клеток свободная глюкоза практически отсутствует: она вся подвергается метаболическим превращениям. Выделяется пять основных путей метаболизма проникшей в клетку глюкозы:

- отложение в организме в форме гликогена;

- гликолиз с образованием пирувата и лактата;

- аэробное окисление через цикл Кребса или, в меньшей степени, через пентозный цикл до CO2;

- превращение в свободные жирные кислоты и отложение в виде триацилглицеринов;

- освобождение из клетки в виде свободной глюкозы.

Независимо от дальнейших путей метаболизма, первой внутриклеточной реакцией, в которой участвует глюкоза, является ее фосфорилирование. В печени эта реакция катализируется гексокиназой (ГК) и глюкокиназой (ГЛК). В мышцах и жировой ткани функционирует только гексокиназа. Гексокиназа и глюкокиназа активируются инсулином.

Гликоген из глюкозы синтезируется с помощью фермента гликогенсинтетазы (ГС). Этот фермент инактивируется при его фосфорилировании. Поэтому активность ГС находится в обратной зависимости от внутриклеточного цАМФ, который через активацию фермента протеинкиназы способствует фосфорилированию белков, в том числе и ферментов. Уровень цАМФ возрастает под воздействием адреналина и глюкагона и снижается под воздействием инсулина. Активность ГС также возрастает при увеличении концентрации глюкозы в клетке.

Распад гликогена до глюкозы происходит под влиянием фермента фосфорилазы (Ф), которая активируется при ее фосфорилировании под влиянием фермента фосфорилазокиназы, активируемой цАМФ.

Таким образом, схематично динамику метаболизма глюкозы в организме можно представить в виде цепочки последовательно включающихся в процесс нижеследующих реакций.*****shem15

Особое внимание необходимо обратить на то, что гликолиз и цикл Кребса связаны между собой через АцКоА.

Частично глюкоза метаболизируется через пентозный путь, в процессе которого образуются пентозы, необходимые для синтеза нуклеиновых кислот, и происходит синтез НАДФ•Н, который участвует в расщеплениях и превращениях углеводов.

Составной частью процесса утилизации углеводов в организме является глюконеогенез, то есть образование глюкозы из неуглеводных субстратов. Этот процесс в основном происходит в печени, в несколько меньших масштабах - в почках и в кишечном эпителии. В норме он никогда не идет в сердце и мышцах. В процессе глюконеогенеза наибольшее количество глюкозы образуется в цикле Кори, который представлен на схеме.*****shem16

Углеводный обмен тесно связан с липидным. Образующийся в процессе метаболизма углеводов АцКоА далее может идти по следующим трем путям:

- в цикл Кребса;

- на синтез кетоновых тел;

- на синтез АцАцКоА (из двух молекул АцКоА).

Молекула АцАцКоА в свою очередь может далее образовывать холестерин и свободные жирные кислоты. Последние в свою очередь в конечном итоге входят в состав триацилглицеринов. В дальнейшем под влиянием фермента липазы (которую ингибирует инсулин) может происходить липолиз с образованием свободных жирных кислот, превращающихся в процессе β-окисления в АцКоА.*****shem17

Говоря об основных этапах обмена липидов, следует заметить, что кетогенез, то есть образование кетоновых тел, в которые входят ацетоуксусная, β-оксимасляная кислоты и ацетон, идет тем интенсивнее, чем энергичнее окисляются жирные кислоты, поскольку в этом случае образуются избыточные количества АцКоА, являющегося основой для синтеза кетоновых тел.

Таким образом, «перекрестком» гликолиза, метаболизма углеводов в цикле Кребса и липолиза являются пируват и АцКоА.

Ваша оценка: Нет Средняя: 4.4 (16 votes)