3. Поток веществ

Поток веществ в организме представляет собой два связанных между собой метаболических процесса - расщепление и синтез химических соединений. Число потоков веществ в клетки огромно. Все эти потоки взаимозависимы и функционируют в клетке как единое целое. При изложении материала мы искусственно обособили отдельные потоки, делая это с единственной целью – лучшего понимания и усвоения материала. Так, мы условно выделили потоки, связанные с основными органическими веществами клетки – белками, жирами, углеводами и нуклеиновыми кислотами. Понятно, что детально изложить все имеющиеся в клетке и организме потоки этих веществ в небольшом пособии практически невыполнимая задача. Другое ограничение которое мы допустили при изложении материала – мы рассматриваем потоки вышеперечисленных веществ (белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот) только с одной стороны – анаболической, т.е. с момента появления составляющих их простейших органических молекул (мономеров) до синтеза их в конечный индивидуальный продукт. Сырьё (мономеры) для производства четырёх важнейших органических веществ формируется в трёх точках нашего организма – желудочно-кишечном тракте, цитоплазме клеток и лизосомах. Поэтому поток каждого высокомолекулярного органического вещества начинается из этих мест с образования мономеров и заканчивается образованием из них полимеров – из аминокислот – белков в рибосомах, из глюкозы различных полисахаридов в ЭПС, из моноглицеридов и жирных кислот – жиров в ЭПС, из пуриновых и пиримидиновых оснований нуклеиновых кислот (ДНК и РНК) в ядре на ДНК (рис. 19).

Рис. 19. Схема потоков белков, углеводов, жиров и нуклеиновых кислот. Основной поток веществ выделен жирной чертой.

3.1. Поток веществ, начинающийся с желудочно-кишечного тракта.

Пища, попадающая в желудочно-кишечный тракт, расщепляется ферментами на простейшие органические вещества - мономеры. Белки носители чужеродной антигенной информации , утрачивают её расщепляясь до аминокислот. Жиры расщепляются на моноглицериды и жирные кислоты, полисахариды (и дисахариды) на моносахариды, нуклеиновые кислоты на пуриновые и пиримидиновые основания и нуклеозиды.

Аминокислоты из кишечника попадают в кровь и лимфатические сосуды. Из крови аминокислоты проникают внутрь клеток, где распределяются на два потока. Один поток идёт в рибосомы на синтез необходимых для клетки белков (ферменты, строительные белки, рецепторы, транспортные и др.). Другая часть аминокислот идёт на синтез самых различных соединения участвующие в обменных процессах – гормоны, медиаторы воспаления, ЦНС и др. В депо аминокислоты не откладываются

Глюкоза из крови попадает в печень, где депонируется в виде гликогена. Другая часть переходит из крови во все клетки организма . В цитоплазме часть глюкозы превращается в АТФ (пройдя через гликолиз, цикл Кребса и окислительное фосфорилирование), а часть переходит в ЭПС, и цитоплазму где из моносахаридов синтезируются необходимые клеткам полисахариды, жиры и многие жизненно необходимые для клетки вещества.

Жиры. Из клеток кишечника жиры с кровью и лимфой разносятся по всему организму. Часть из них откладывается в жировых клетках. Это удобная форма депонирования. Запас гликогена в организме человека около 300 г. Это хватает на обеспечение организма энергией в течении примерно суток. Депонированный жир может обеспечить организм энергией при голодании до 7 – 8 недель. Другая часть жиров поступает в ЭПС и цитоплазму клеток, где участвует в синтезе самых различных метаболитов, например простагландинов.

Нуклеиновые кислоты в желудочно-кишечном тракте расщепляются до нуклеозидов, пуриновых и пиримидиновых оснований. Однако значительная часть оснований в желудочно-кишечном тракте (ещё до попадания в кровь) расщепляется до низкомолекулярных соединений и выделяется из организма. Небольшая часть оснований, попавшая в кровь, включается в синтез нуклеиновых кислот в ядре. Но всё же это не основной поток идущий на синтез в клетке нуклеиновых кислот. Основной поток нуклеиновых кислот начинается в цитоплазме клеток. Нуклеиновые кислоты не депонируются.

Подводя итог сказанному, следует подчеркнуть, что потоки белков, жиров, углеводов и нуклеиновых кислот из желудочно-кишечного тракта начинаются с их расщепления на более простые соединения - мономеры. Последние, попадают в кровь или лимфу разносятся по организму. Некоторые из них депонируются в клетках печени (глюкоза) и жировых депо (жиры). Другие не имеют депо – аминокислоты и нуклеиновые кислоты. Характерным для всех соединений является их судьба после проникновения в клетку. Здесь отчётливо пролеживаются два потока. Один поток направлен на синтез из мономеров полимеров – из аминокислот белков, из глюкозы полисахаридов, из моноглицеридов и жирных кислот жиров, из пуриновых и пиримидиновых оснований нуклеиновых кислот. Другой поток направлен на синтез из мономеров самых различных органических соединений играющих важную роль в обмене веществ клетки – АТФ, гормонов, медиаторов и т.д.