211

Глава 12. Введение в метаболизм

12.1 Общая характеристика

Биохимические процессы распада, синтеза и взаимопревращения малых молекул внутри клеток называют промежуточным метаболизмом. Знание основных метаболических путей и их взаимосвязей крайне важно для понимания нормальных физиологических процессов и их изменений при заболеваниях. Рациональное объяснение и применение данных из клинической биохимической лаборатории тоже опирается на представление о ключевых метаболических путях. Более того, знание основных биохимических реакций нескольких десятков метаболических путей требуется для понимания молекулярной основы действия лекарств и большинства генетических болезней, вызванных дисфункцией какого-либо белка или фермента.

А Метаболические пути

Метаболизм осуществляется в виде отдельных химических реакций, каждая из которых катализируется ферментом. Термин метаболический путь охватывает определённый набор реакций, выполняющий какую-либо функцию или функции. Например, путь глюконеогенеза — биосинтеза глюкозы — активен, как правило, во время голодания, а его основная функция — поддержание концентрации глюкозы в крови в пределах нормы; это важно для тканей, использующих глюкозу в качестве основного источника энергии — нервной ткани и эритроцитов. Другой пример — цикл трикарбоновых кислот (ЦТК), окисляющий две молекулы ацетил-КоА до CO2 и воды. Этот цикл объединяет и завершает катаболизм углеводов, липидов (жирных кислот) и белков (аминокислот).

Б Метаболиты

Промежуточные соединения, образующиеся в ходе реакций метаболического пути, называют метаболитами. Как правило, они состоят из атомов углерода, водорода и кислорода. Некоторые метаболиты содержат азот или серу. В большинстве случаев эти соединения не выполняют каких-либо значимых функций в организме. Одним из исключений является цитрат — метаболит ЦТК и одновременно ключевая регуляторная молекула других метаболических путей: гликолиза и глюконеогенеза.

В Гомеостаз

Гомеостаз — это тенденция или стремление организма поддерживать постоянство внутренней среды, включая концентрации питательных веществ и метаболитов, в очень узких пределах. Хорошим примером является поддержание уровня глюкозы в крови. В различных физиологических состояниях, таких как голодание и физическая нагрузка, которые снижают уровень глюкозы в крови, или после приема бо-