Глава 15. Взаимосвязь обмена белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот

Процесс обмена белков, жиров, утлеводов, нуклеиновых кислот тесно взаимосвязан. Эта взаимосвязь осуществляется через ключевые метаболиты, которые служат общим звеном на путях распада или синтеза мономеров. К таким метаболитам можно отнести пируват, ацетил-КоА, фосфоглицерат, метаболиты цикла Кребса (рис. 42).

Рис. 42. Взаимосвязь основных путей обмена веществ

Из рис. 42 видно, что пируват является точкой пересечения пу­тей распада и синтеза глюкозы (или других моносахаридов) и некоторых аминокислот.

Более разветвленный узел метаболических связей представляет собой Ацетил-КоА - через него открывается путь превращения аминокис­лот (т.е. белков) и глюкозы (т.е. вообще углеводов) в липиды.

Как бы вспомогательным связующим звеном между углеводами и липидами служит фосфоглицерат. Через него происходит взаимопревра­щение углеводов и липидов.

Обширные возможности для взаимопревращения одних мономе­ров в другие представляют промежуточные продукты цикла Кребса. Че­рез цикл Кребса сообщаются все основные пути распада и синтеза ве­ществ. Ацетил-КоА, образующийся в процессе обмена углеводов, жиров и ряда аминокислот, поступает в цикл Кребса, где для его окисления тре­буется щавелево-уксусная кислота (оксалоацетат). Она может образо­ваться при карбоксилировании пировиноградной кислоты (пирувата) или в процессе трансаминирования аспарагиновой кислоты.

Мономеры - структурные звенья биополимеров, поэтому возмож­на в определенных рамках относительная взаимозаменяемость белков, углеводов и липидов пищи. Границы взаимозаменяемости определяют прежде всего аминокислоты. Восемь незаменимых аминокислот не могут синтезироваться в организме человека и других млекопитающих, да и синтез двух полузаменимых кислот ограничен. Поэтому аминокислоты (прежде всего незаменимые) являются первичными по отношению к ос­тальным биомолекулам, и с их возникновения, возможно, и началась эволюция живых систем.

Совершенно очевидно (см. рис. 42), что если потребляются в достаточном количестве и качестве белки и углеводы, то организм долго может обходиться без липидов. Аминокислоты и углеводы служат источ­ником Ацетил-КоА, а углеводы - еще и источником (НАДФ.Н+Н⁺), что позволяет синтезировать липиды в нужном количестве.

Схема, представленная на рис. 35, показывает, почему организму человека вообще не требуется поступления с пищей пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов (структурных мономеров нуклеиновых кислот) - при наличии в пище белков и углеводов они синтезируются в необходи­мых количествах. Следовательно, белки и углеводы позволяют длитель­ное время обеспечивать образование жизненно важных компонентов тканей организма и его нормальную деятельность. Конечно, это возмож­но, если с белками и углеводами поступают и такие компоненты пищи, как витамины, вода и минеральные вещества. С другой стороны, человек может долго обходиться без углеводов, если в достаточном количестве поступают остальные компоненты пищи.

Таким образом, преобладание распада одних и биосинтеза дру­гих пищевых веществ определяется, прежде всего, физиологическим со­стоянием и потребностями организма в энергии и метаболитах.