Biokhimia_cheloveka_Marri_tom_1 (1123306), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Обратите внимание иа то, что у больного диабетом исходное содержание глюкозы в крови повышено. Показателем нормальной толераитиости является возвращение к исходному уровню глюкозы в крови в течение двух часов. абсорбцию глюкозы в почечных канальцах, Такую глнкозурию, обусловленную нарушением реабсорбции глюкозы, называют почечной глнкозурией. Причиной почечной гликозурии может быть наследственный дефект почек, нли же она может развиться в результате ряда заболеваний. Гликозурия часто является указанием на заболевание сахарным диабетом.
Толерантность к глюкозе О способности организма использовать глюкозу можно судить по его толерантности к ней. После введения определенного количества глюкозы строят кривые динамики содержания глюкозы в крови (рис. 22.8), которые характеризуют толерантность к глюкозе. При сахарном диабете она понижена из-за уменьшения количества секретируемого инсулина; при этом заболевании содержание глюкозы в крови повышается (гипергликемия), возникает гликозурия, могут происходить изменения в обмене жиров. Толерантность к глюкозе снижается не только при диабете, но и при некоторых состояниях, сопровождающихся нарушением функции печени, прн ряде инфекционных заболеваний, ожирении, действии ряда лекарственных препаратов, а иногда и при атеросклерозе. Снижение толерантности к глюкозе может также наблюдаться прн гиперфункции пшофиза или коры надпочечников вследствие антагонизма между гормонами, секретируемыми этими железами внутренней секреции, и инсулином.
Инсулин повышает толерантность организма к глюкозе. При его введении содержание глюкозы в крови снижается, а ее потребление и содержание в виде глнкогена в печени н мыпшах увеличиваются. При введении избытка инсулина может возникнуть тяжелая гнпоглнкемня, сопровождающаяся судорогами; если в этом состоянии быстро не ввести глюкозу, то может наступить летальный исход. У человека гипогликемические судороги появляются при быстром снижении содержания глнжозы в крови до 20 мг!'100 мл. Повышенная толеранпюсть к глюкозе наблюдается прн недостаточной функции гипофиза нли коры надпочечников; это является следствием снижения антагонистического эффекта гормонов, секретнруемых этими железами, по отношению к инсулину.
В результате «относительное содержание» инсулина в организме увеличивается. ЛИТЕРАТУРА Солев Р. Сопгго! о!' Епхугпе Асг!тч!у, 2пд ед. СЬарпзап апд На!1, 1983. Неге Н.6. ТЬе соп!го! о!'81усо8еп те!аЬо1!впз !п гЬе 1!тег, Аппп. Вет. В!осЬетп., !97б, 4$, 167.
Неге Н.6., Ние 1.. О1псопеояепев!в апд ге1агед аврес!в о!'81усо1уз!з. Аппп. Кет. ВюсЬетп., !983, 52, б17. Неге Н. 6., Нш БсйаЯпдеп Е. Ргпс!ове 2-б-Ь!врЬоврЬа!е !тто уеагз айег !!в д1всотегу, В!осЬепт. 3., 1982, 28б, !. Ние й., Рияде И~егзе 6. ! едз,!. БЬогг-Теггп Не8п!айоп оП !тег Ме!аЬойвт, Е!вет1ег/ХоггЬ Нойапд, 1981. ЖевааиЬие Е.А., Сгабгтее В. Р!пх-8епега!!п8 апд геяпйпогу в!ерз ш гпегаЬо!!с сои!го!, Тгепдв ВюсЬегп.
Бс!., 1981, б, 53. Февааа1те Е.А., Ягагг С. Веяп!а!!оп !п МезаЬоЬвгп. %61еу, 1973. Югигеу Е. В. А ге-ета!одоп о!' 1Ье Рав!епг е!Тес!, Мо!. РЬупо1., 1985, 8, 439. Глава 23 Окисление и биосинтез жирных кислот Питер Мейес ВВЕДЕНИЕ ОКИСЛЕНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ Свободные жирные кислоты БИОМЕДИЦИНСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ Активация жирных кислот Жирные кислоты окисляются до ацетил-СоА и в то же время образуются из этого соединения. Хотя исходное вещество одного процесса идентично конечному продукту другого и химические стадии этих двух процессов сопоставимы, биосинтез жирных кислот отнюдь не является обращением процесса их окисления.
Окисление жирных кислот происходит в митохондриях. Каждая стадия катализируется определенным ферментом и протекает с участием производного — ацил-СоА, в процессе участвуют коферменты НАР и РАР; в результате окисления жирных кислот образуется АТР. Биосинтез же жирных кислот (липогенез) протекает в цитозоле, в нем участвуют ацил-производные, постоянно связанные с полиферментным комплексом, в качестве кофермента функционирует МАРР; для процесса необходимы АТР и ионы бнкарбоната. Протекание процессов окисления и биосинтеза жирных кислот в различных компартментах позволяет избирательно контролировать каждый процесс в соответствии с потребностями ткани. При голодании и сахарном диабете окисление жирных кислот протекает более интенсивно, в результате чего в печени происходит образование кетоновых тел (кетоз).
Кетоновые тела имеют кислотную природу, поэтому при их избыточном образовании в течение длительного времени, как, например, при сахарном диабете, развивается кетоацидоз, который в конечном итоге может привести к летальному исходу. Поскольку глюконеогенез зависит от окисления жирных кислот, нарушения последнего, вызванные различными причинами, приводят к гипогликемии; она возникает, в частности, при недостатке карнитина или снижении активности ферментов, участвующих в процессе окисления жирных кислот, например каринтинпальмитоилтрансферазы, а также при ингибировании окисления жирных кислот ядами, например ги- поглицнном. Первостепенное значение биосинтеза жирных кислот заключается в трансформации избытка углеводов, поступивших в организм, и аккумулировании их энергии либо на непродолжительное время (для использования в период между приемами пищи), либо на более длительный срок. Жирные кислоты сохраняются в жировой ткани в составе триацилглицеролов.
«Свободными жирными кислотами» (СЖК) называют жирные кислоты, находящиеся в неэстерифицированной форме; иногда их называют неэстерифицированными жирными кислотами (НЖК). В плазме крови длинноцепочечные СЖК образуют комплекс с яльбумнном, а в клетке — с белком, связывающим жирные кислоты, который называют Х- белком; фактически они никогда не бывают свободными, Короткоцепочечные жирные кислоты лучше растворяются в воде и находятся либо в виде неионизированной кислоты, либо в виде аниона жирной кислоты, Так же как и в случае метаболизма глюкозы, жирная кислота прежде всего должна превратиться в активное производное в результате реакции, протекающей с участием АТР, и только после этого она способна взаимодействовать с ферментами, катализирующими дальнейшее превращение. В процессе окисления жирных кислот эта стадия является единственной, требующей энергии в виде АТР. В присутствии АТР и кофермента А фермент япял- СоА-синтетяза (тиокяназа) каталнзирует превращение свободной жирной кислоты в «активную жирную кислоту» нли адил-СоА, которое осуществляется за счет расщепления одной богатой энергией фосфатной связи.
226 Гтаеа 23 АТР+ СоА Ацил.СоА- АМР+ РР; Ацйй-СеА+ РР~+ АМР Ацил-СоА Каринтии Ацил каринтии СоА 11-Окисление Ацаакариатан+ СеА Жвивв ввеавтв+АГА+ Евх Присутствие неорганической пирофосфатазы, которая расщепляет богатую энергией фосфатную связь в пирофосфате, обеспечивает полноту протекания процесса активации. Таким образом, для активации одной молекулы жирной кислоты в итоге расходуются две богатые энергией фосфатные связи.
ЕА, + Н.В яР. Ацнл-СоА-синтетазы находятся в эндоплазматическом ретикулуме, а также внутри митохондрий и на их наружной мембране. В литературе описан ряд ацил-СоА-синтетаз; они специфичны к жирным кислотам с определенной длиной цепи. Роль каркитииа в окислении жирных кислот Каринтии (у-триметиламино+гидроксибутнрат) — (СН,),Х' — СН; — СН(ОН) — СН,—.СОО— является широко распространенным соединением, йрв - СвА+ Карййтйй особенно много его в мышцах. Он образуется из лизина и метионина в печени и почках. Активация низших жирных кислот и их окисление могут происходить в митохондриях независимо от карнитина, однако длинноцепочечные ацил-СоА-производные (или СЖК) ие могут пуоиикать в митохондрии и окисляться, если предварительно не образуют ацилкарнитин-производных. На наружной стороне внутренней мембраны митохондрий имеется фермент карнитии-пальмитоилтрансфераза $, который переносит длинноцепочечные ацильные группы на каринтии с образованием ацнлкарнитина; последний способен проникать в митохондрии, где находятся ферменты, катализирующие процесс 13-окисления.
Возможный механизм, объясняющий участие карнитина в окислении жирных кислот в митохондриях, приведен на рис. 23.1. Кроме того, в митохондриях находится другой фермент — кариитии-ацетилтуансфеуаза, который катализирует перенос короткоцепочечных апильных групп между СоА и кариитином. Функция этого фермента пока не ясна. Возможно, 1'ис. 23.1. Роль карнитнна в переносе длинноцепочечных жирных кислот через внутреннюто мембрану митохондрий. Длттттноцепочечный ацнл-СоА нс способен проходить через внутреннюю мембрану митохондрий.