Взаимосвязь между обменами белков, липидов и углеводов

Обмен веществ в живом организме протекает не хаотично, а «тонко настроен». Все превращения органических веществ, процессы анаболизма и катаболизма тесно связаны друг с другом. В частности, процессы синтеза и распада взаимосвязаны, координированы и регулируются нейрогуморальными механизмами, придающими химическим процессам нужное направление. В организме человека, как и в живой природе, не существует самостоятельного обмена белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот. Все они объединены в единый процесс метаболизма, подчиняющийся диалектическим закономерностям взаимозависимости и взаимообусловленности, основанным на взаимопревращении между отдельными классами органических веществ.

Взаимосвязь обмена углеводов и липидов

Избыточное употребление в пищу углеводов (мучные и крупяные изделия) приводит к отложению жиров в организме.

Обратный процесс превращения жиров в углеводы наблюдается у животных, находящихся в зимней спячке (медведи, сурки, ежи). За зиму у них полностью исчезают жировые запасы, однако уровень содержания гликогена в печени длительное время остается достаточно высоким. В процессе превращения жиров в углеводы усиливается потребление кислорода, поскольку в жирах кислорода мало, а в углеводах его значительно больше. У растений активное превращение масел в углеводы идет при прорастании семян. Связующим звеном в превращении углеводов в липиды является ацетил-КоА. Он образуется из ПВК — конечного продукта гликолиза углеводов и представляет собой исходное соединение для синтеза высших жирных кислот, стеролов.

Глицерин, необходимый для образования многих липидов, получается в результате восстановления промежуточных продуктов гликолиза глицеральдегид-3-фосфата и дигидроксиацетонфосфата с последующим отщеплением фосфорной кислоты.

Вместе с тем один из основных продуктов расщепления липидов — глицерин — используется в синтезе углеводов через образование глицеральдегид-3-фосфата и его вступление в глюконеогенез. У растений и микроорганизмов на синтез углеводов используется важный продукт расщепления липидов — ацетил-КоА через глиоксилатный цикл.

Взаимосвязь белкового и липидного обменов

Взаимосвязи «белки — углеводы» и «углеводы — липиды» дают основание для объединения их в единую цепь «белкиуглеводы — липиды», в которой углеводы являются связующим звеном между белками и липидами. Так может происходить в природе, однако существуют и более короткие пути взаимосвязи белков и липидов. Один из основных продуктов расщепления липидов — ацетил-КоА, включаясь в ЦТК, образует кетокислоты, аминирование которых дает аминокислоты.

Другой важный продукт гидролиза липидов — глицерин — в результате длинной цепи превращений через глицеральдегид-3-фосфат в шикимовую кислоту участвует в биосинтезе циклических аминокислот. В известной мере возможен процесс синтеза липидов за счет распадающихся белков. Продукты дезаминирования аминокислот через ЦТК и другие метаболические процессы образуют ПВК, при окислительном декарбоксилировании которого образуется ацетил-КоА — исходное соединение для синтеза жирных кислот и других компонентов липидов.

Взаимосвязь белков и липидов выражается в образовании различных комплексов липопротеинов. Биосинтез белков и их функционирование (например, в качестве ферментов) всегда тесно связаны со структурой и свойствами клеточных мембран, в которых липиды играют важнейшую роль. С другой стороны, в обмене липидов, как и любых других соединений, первостепенное значение имеют белки (например, ферменты, НS-АПБ).

Таким образом, преобладание распада одних питательных веществ и биосинтеза других прежде всего определяется физиологическим состоянием и потребностями организма в энергии и метаболитах. Этими факторами в значительной степени может быть объяснено постоянное динамическое состояние химических компонентов организма как единого целого.