Промежуточный метаболизм

Основной обмен

Материал этого раздела см. в книге.

Конечные продукты пищеварения — аминокислоты, производные жиров и гексозы (глюкоза, фруктоза, галактоза) — абсорбируются и метаболизируются различными путями.

Общий план метаболизма. Короткие цепочки фрагментов гексоз, аминокислот и продуктов жирового катаболизма из общего метаболического пула могут синтезироваться или поступать в цикл лимонной кислоты в процессе сортировки в конечном общем пути катаболизма, где они расщепляются до атомов водорода и CO₂. Атомы водорода, окисляясь, образуют воду в цепи флавопротеиновых и цитохромных ферментов.

Макроэргические соединения. Большая часть энергии, выделяемая при катаболизме, идёт на образование связей между фосфорной кислотой и некоторыми органическими веществами. При гидролизе этих связей выделяется много энергии (10–12 ккал/моль). Соединения с такими связями называются высокоэнергетическими (макроэргическими). Не все органические фосфаты принадлежат к этому классу. Многие вещества (например, глюкозо-6-фосфат) выделяют при гидролизе не более 2–3 ккал/моль.

АТФ. Наиболее важным высокоэнергетическим фосфатом является АТФ. При гидролизе АТФ и превращения её в АДФ выделяемая энергия используется для таких процессов, как мышечное сокращение, активный транспорт, а также для синтеза многих химических соединений.

Креатинфосфат. Энергетически богатое соединение креатинфосфат содержится в мышечных клетках. Ряд фосфорилированных соединений, производных пиримидиновых и пуриновых оснований, выполняющих функцию донора энергии, включает ГТФ, ЦТФ, УТФ, ИТФ.

Ацетилкоэнзим А — высокоэнергетическое соединение, содержащее аденин, рибозу, пантотеновую кислоту и тиоэтаноламин. Образование одной молекулы ацетилкоэнзима А эквивалентно образованию молекулы АТФ.

Биологическое окисление. Окисление — соединение вещества с O₂, потеря водорода или потеря электронов. Биологическое окисление катализируют ферменты. Кофакторы или коферменты — дополнительные вещества, выполняющие функции переносчиков продуктов реакции. Многие коферменты акцептируют водород. Одной из наиболее общих реакций биологического окисления является реакция удаления водорода. Водород переносится во флавопротеин-цитохромную систему, соединяется с O₂ и превращается в воду.

Окислительное фосфорилирование. Образование АТФ связано с окислением посредством флавопротеин–цитохромной системы и носит название окислительного фосфорилирования. Окислительное фосфорилирование — хемоосмотический процесс, вовлекающий перенос протонов через мембрану митохондрий. Мембранная АТФ-синтаза превращает АДФ и неорганический фосфат в АТФ. Фосфорилирование зависит от адекватного поступления АДФ и находится под контролем механизма обратной связи. Чем быстрее используется АТФ в тканях, тем больше накапливается АДФ и, соответственно, увеличивается скорость окислительного фосфорилирования.

Разобщение дыхания и фосфорилирования. Некоторые химические вещества (протонофоры) могут переносить протоны или другие ионы (ионофоры) из межмембранного пространства через мембрану в матрикс, минуя протонные каналы АТФ-синтетазы. В результате этого исчезает электрохимический потенциал и прекращается синтез АТФ. Это явление называют разобщением дыхания и фосфорилирования. В результате разобщения количество АТФ снижается, а AДФ увеличивается. Примерами разобщителей могут быть некоторые ЛС (например антикоагулянт дикумарол) или метаболиты (например, билирубин и тироксин).

Дата добавления: 2015-07-13