Регуляция метаболизма углеводов на клеточном и ферментном уровне

Значительные нарушения метаболизма у живот­ных при изменении состава пищи или баланса гор­монов можно изучать, наблюдая за динамикой кон­центрации метаболитов в крови. Можно также изу­чать влияние этих изменений на отдельные органы, используя метод катетеризации, который позволяет измерять артериовенозную разницу концентраций исследуемого метаболита, Изменения метаболизма у интактных животных обусловлены часто дисбалан­сом обменных процессов в отдельных тканях, что обычно связано с изменением доступности метабо­литов или изменением активности ключевых фер­ментов.

Большинство изменений метаболизма прямо или косвенно зависит от изменения доступности субстра­тов. Колебания концентрации субстратов в крови, обусловленные изменением их содержания в посту­пающей пище, могут влиять на скорость секреции гормонов, что в свою очередь вызывает изменения относительных скоростей различных путей метабо­лизма (часто путем влияния на активность ключевых ферментов, в результате чего компенсируется изме­нение доступности субстрата). Среди механизмов, ре­гулирующих активность ферментов, участвующих в углеводном обмене, можно выделить три группы: (1) изменение скорости биосинтеза фер­ментов; (2) изменение активности фермента в резу­льтате ковалентной модификации; (3) аллостерические эффекты [6].

ОБМЕН УГЛЕВОДОВ

Углеводы - класс органических соединений, имеющих характер сахаров или близких к сахарам по строению и химическим свойствам. Наряду с белками и жирами углеводы играют важнейшую роль в обмене веществ и энергии в организме человека и животных. Они входят в состав растительных, животных и бактериальных организмов составляют абсолютное большинство органических природных соединений. Углеводы играют важную роль как основной строительный материал растений, скелета насекомых и других организмов.

Все основные углеводы гетеротрофные организмы получают с пищей. В процессе усвоения пищи все экзогенные полимеры углеводной природы расщепляются до мономеров, что лишает эти полимеры видовой специфичности, а во внутреннюю среду организма из кишечника поступают лишь моносахариды и их производные;

Моносахариды и их производные выполняют 3 основные функции:

1. Энергетическая функция: окислительное расщепление этих соединений дает организму 55-60 % необходимой ему энергии.
2. Из промежуточных продуктов ее окисления синтезируется много различных

соединений, необходимых клетке:

а) Глюкозо-6-фосфат используется в клетке для синтеза пентоз и глюкуроновой кислоты;

б) Фруктозо-6-фосфат - для синтеза аминосахаров;

в) ФГА и ФДА - для образования 3-фосфоглицерола, необходимого для синтеза глицеролсодержащих липидов;

г) 3-фосфоглицериновая кислота - для синтеза заменимых аминокислот: серина, глицина и цистеина;

д) ФЭП - для синтеза сиаловых кислот, используемых при синтезе гетероолигосахаридов;

е) пируват - для синтеза аланина;

ж) ацетил-КоА - для синтеза жирных кислот и стероидов.

Безусловно, этот перечень может быть продолжен. Важно отметить, что атомы углерода из молекулы глюкозы могут оказаться в составе соединений различных классов, что было однозначно доказано с помощью метода меченых атомов [1].

3. И последнее - моносахариды и их производные осуществляют структурную функцию, являясь мономерными единицами других, более сложных молекул, таких как полисахариды или нуклеотиды.