Важнейшие характеристики и составляющие интеграции метаболизма

Интеграция метаболизма необходима для обеспечения организма энергией и субстратами.

Главные метаболические пути:

• гликолиз;

• глюконеогенез (ГНГ);

• метаболизм гликогена (синтез и распад);

• пентозофосфатный путь (ПФП);

• окислительное декарбоксилирование ПВК (ПВДГК);

• ЦТК;

• окислительное фосфорилирование;

• синтез и окисление ЖК;

• реакции обмена АМК.

Принципиальные составляющие интеграции метаболизма

1. Общие промежуточные продукты в большей части метаболических путей:

   • глю-6-Ф;

   • ПВК;

   • ацетил-КоА.

2. Взаимопревращения через них.

3. Общие коферменты (НАД+ и НАДФ+).

4. Общий путь катаболизма и единая система высвобождения и использования энергии:

   • гидролиз макромолекул до мономеров;

   • превращение их в ацетил-КоА и образование небольшого количества АТФ и НАДН∙Н+;

   • окисление ацетил-КоА до Н2О и 2 СО2 и образование большого количества АТФ.

5. Сходные механизмы регуляции:

   • количество фермента (увеличение/торможение синтеза);

   • количество субстрата (субстрат обычно активирует свой ключевой фермент);

   • аллостерическая регуляция фермента;

   • ковалентная модификация фермента.

6. Компартментализация:

   • цитоплазма – гликолиз, синтез ЖК, ПФП, ГНГ, синтез мочевины;

   • митохондрия – ПВДГК, ЦТК, окислительное фосфорилирование, β-окисление ЖК, синтез КТ, ГНГ.

7. Метаболическая специализация органов:

   • кровь:

     • глюкоза – единственный источник энергии для эритроцитов;

     • транспорт липидов, АМК, витаминов, гормонов и т.п.;

   • жировая ткань:

     • источник энергии – ЖК;

     • содержит ГЛЮТ 4;

     • метаболизм ЖК, ТАГ;

   • печень:

     • источники энергии – аминокислоты (после еды) и ЖК (натощак);

     • метаболизм гликогена, ГНГ;

     • синтез ЖК, ХМ, ФЛ и ТАГ;

     • синтез ЛПОНП и ЛПВП;

     • синтез кетотел;

   • мышцы:

     • источники энергии – ЖК, аминокислоты, кетотела;

     • содержит ГЛЮТ 4;

     • синтез гликогена;

     • нет рецепторов к глюкагону;

     • есть R адреналина;

   • почки:

     • источники энергии – ЖК и КТ;

     • ГНГ;

     • регуляция рН;

   • мозг:

     • главный источник энергии – глюкоза;

     • при голоде использует лактат, аминокислоты и кетотела;

     • нет гликогена;

     • нет ЖК (они не проникают через ГЭБ).

Взаимопревращение через общие промежуточные продукты

Концентрация метаболитов в крови должна быть постоянной (гомеостаз). Главный показатель – уровень глюкозы (гликемия): главные регуляторы – гормоны.