13.1. Локализация метаболических путей в компартментах клеток эукариот

Компартмент	Метаболический путь
Ядро	Все процессы с участием ДНК: репликация, репарация, транскрипция
Ядрышко	Транскрипция рибосомной РНК
Цитозоль	Гликолиз, пентозофосфатный путь, синтез жирных кислот, нейтральных жиров, нуклеозидтрифосфатов
Матрикс митохондрий	Окислительное декарбоксилирование ПВК, цикл Кребса, -окисление жирных кислот, синтез кетоновых тел, окислительное фосфорилирование
Рибосомы	Трансляция
Аппарат Гольджи	Транспортировка, маркировка, гликозилирование белков
Лизосомы	Гидролиз биополимеров
Пероксисомы	Окислительно-восстановительные реакции, утилизация Н2О2 (фермент каталаза)

13.2. Локализация метаболических путей в отдельных органах и тканях

ЖКТ	Распад углеводов до моносахаридов (в основном глюкозы), распад липидов до жирных кислот и глицерина (или глицеридов моно-, ди-, три-), расщепление пищевых и тканевых белков до аминокислот.
Печень	Гликолиз и глюконеогенез, синтез и этерификация жирных кислот, синтез кетоновых тел (при голодании).
Мышцы	Синтез гликогена (как энергетического резерва).
Жировая ткань	Синтез, запасание и мобилизация нейтральных жиров.

13.3. Уровни обмена веществ:

1) внешний обмен – поступление в организм из среды питательных веществ (с пищей), их ферментативный распад, трансмембранный перенос этих веществ через мембрану кишечного эпителия в кровь и лимфу;

2) транспорт метаболитов в различные органы;

3) промежуточный обмен, собственно метаболизм (metabole – превращение, изменение) – химические процессы (анаболические и катаболические);

4) образование конечных продуктов – СО₂, Н₂О, (NH₂)₂СО, мочевой кислоты и некоторых других с последующим выведением их из организма.

13.4. Основные этапы метаболизма и важнейшие (ключевые) метаболиты

I этап. Биополимеры (белки, нуклеиновые кислоты, углеводы) распадаются на мономеры (аминокислоты, нуклеотиды, монозы). Основной путь – гидролиз. Выделяющаяся энергия (экзо-реакции) трансформируется в тепловую (АТФ не запасается).

II этап. Образование ключевых метаболитов:

– двууглеродных С₂ – ацетил –КоА

– трехуглеродных С₃ – пирувата (ПВК)

На этом этапе происходит генерация энергии в форме АТФ путем субстратного фосфорилирования (гликолиз) и окислительного фосфорилирования.

III этап. Реакции цикла Кребса, который является основным амфиболическим путем. С одной стороны он обеспечивает распад углеводов, липидов, аминокислот до СО₂ и Н₂О, с другой – обеспечивает их биосинтез.

Цикл Кребса играет центральную роль в энергообмене (восстановительные эквиваленты депонируются, их окисление в дыхательной цепи митохондрий сопровождается синтезом АТФ).