3.2. Поток веществ, начинающийся с цитоплазмы клеток.

В цитоплазме клеток находятся мощные биохимические системы, которые синтезируют мономеры – аминокислоты, глюкозу, моноглицериды, жирные кислоты пуриновые и пиримидиновые основания из элементарных соединений. Синтез этих соединений происходит в основном в цитозоле (жидкой части цитоплазмы). Эти мономеры образуют цитоплазматический поток веществ и идут на синтез белков в рибосомах , полисахаридов и жиров в ЭПС и цитозоле, нуклеиновых кислот в ядре. Кроме того, мономеры после соответствующих биохимических превращений участвуют в формировании необходимых для клетки метаболитов – гормонов, АТФ, простагландинов, медиаторов и т.д.

Следует отметить два момента. Во-первых, основная масса пуриновых и пиримидиновых оснований идущих на синтез нуклеиновых кислот поступает не из желудочно-кишечного тракта, а синтезируется заново в цитоплазме из промежуточных продуктов. В цитоплазме синтезируется примерно 90% пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов идущих на синтез нуклеиновых кислот. Это очень энергоёмкий процесс. И при нарушении энергетического баланса в организме синтез нуклеотидов из-за недостатка энергии нарушается прежде всего. А так как другие потоки пуриновых и пиримидиновых оснований ( из желудочно-кишечного тракта и лизосом) обеспечивают только 10% синтеза необходимых клетке оснований, то в организма сразу же возникнет дефицит предшественников нуклеиновых оснований. Это в первую очередь приводит к снижению скорости деления клеток т.к. для синтеза дочерней ДНК необходимо большое количество пуриновых и пиримидиновых нуклеотидов. Всё это необходимо учитывать при заболеваниях связанных с уменьшением интенсивности энергообразовательных процессов. Например, при различных заболеваниях связанных с повреждением митохондрий.

Кроме того, при повреждении (мутации) гена ответственного за синтез пуриновых и пиримидиновых оснований , фермент осуществляющий их синтез повышает свою активность (а не понижает, как в большинстве случаев). Это приводит к тому, что основания (пуриновые нуклеотиды) начинают синтезироваться со скоростью независимой от нужд клетки. Накапливается избыток оснований, которые расщепляются до мочевой кислоты. Количество её в организме повышается, что создаёт предпосылки для развития заболевания, которое носит название подагра.

Второй момент связан с тем, что в цитозоле клеток человека способны синтезироваться не все 20 аминокислот, а только 12. Эти аминокислоты называют заменимые. Остальные 8 аминокислот в клетке не синтезируются, а поступают на строительство индивидуальных белков из желудочно-кишечного тракта и лизосом. Поэтому для нормального строительства белков необходимо бесперебойное их поступление с пищей. Эти аминокислоты называют незаменимые. Поскольку белки состоят из заменимых и незаменимых аминокислот, то понятно, что незаменимых аминокислот будет больше в тех пищевых продуктах, которые содержат большое количество белков (см. таблицу 1). Из таблицы видно, что больше всего белков содержится в мясе, рыбе и сыре

В растительной пище белка (а следовательно и незаменимых аминокислот) значительно меньше. В соке растений его содержание колеблется в пределах десятых долей процента. Для полноценного развития, например яиц в организме комара, необходимо пища богатая белками, где содержатся много незаменимых аминокислот. А это в основном животные белки. Поэтому самки комаров ( и некоторых других паразитических членистоногих) питаются кровью животных и человека. Самцы питаются соком растений.

Дефицит в пище метионина особо существенно сказывается на синтезе белка. Это связано с тем, что у эукариот синтез практически любого белка начинается с метионина. Без метионина синтез белка на рибосомах практически не происходит.

Таблица 1.

Количество белка в некоторых пищевых продуктах

Название продукта	Содержание белка в %
Сыр	20 - 36
Мясо	18 – 22
Рыба	17 – 20
Капуста	1,1 – 1,6
Морковь	0,8 – 1,0
Яблоки	0,3 – 0,4

В некоторых странах настоящей проблемой стало недостаточное содержание белка в пище населения. Это обычно связано не столько с тем, что сами белки содержатся в недостаточных количествах, а с тем, что в белках содержится недостаточное количество незаменимых аминокислот.

Одной из наиболее известных болезней связанных с недостатком белков носит название – квашиоркор (апатия, отёки, нарушение роста). Эта болезнь распространенна главным образом в Африке, Мадагаскаре и некоторых других местах, где основу питания составляют зерновые культуры. При таком питании рацион содержит крайне мало одной из незаменимых аминокислот - триптофана. Селекционеры прилагают много усилий, чтобы вывести сорта зерновых с повышенным содержанием триптофана и других незаменимых аминокислот.