| Головна |
| «« | ЗМІСТ | »» |
|---|
Вуглеводний метаболізм (обмін) - сукупність процесів перетворення моносахаридів і їх похідних, а також гомополісахаридів, гетерополісахарідов і різних углеводсодержащих біополімерів в організмі тварин, в тому числі людини. В результаті вуглеводного обміну відбувається постачання організму енергією, здійснюються процеси передачі біологічної інформації і міжмолекулярні взаємодії, забезпечуються резервні, структурні, захисні та інші функції вуглеводів. Синтез ланцюгів вуглеводних полімерів часто призводить до утворення гіллястих і вкрай різноманітних структур. Ці структури можуть бути відповідальними за процеси морфогенезу, специфічної адгезії і контактного гальмування клітин і визначають особливості детермінант різних группоспецифичних речовин. Вуглеводні компоненти багатьох речовин, наприклад гормонів, ферментів, транспортних гликопротеидов, є маркерами, завдяки яким ці сполуки «впізнаються» специфічними рецепторами плазматичних і внутрішньоклітинних мембран.
Перетравлення вуглеводів починається в ротовій порожнині за участю гідролітичних ферментів слини. У шлунку триває гідроліз вуглеводів ферментами слини (зброджування вуглеводів харчової грудки запобігає соляною кислотою шлункового соку). У дванадцятипалій кишці під дією соку підшлункової залози полісахариди їжі (крохмаль, глікоген і ін.) І цукру (оліго-і дисахариди) розщеплюються за участю а-глікозідази і інших глико- зідаз до моносахаридів, які і всмоктуються в тонкій кишці в кров з різною швидкістю. Швидше за все всмоктуються глюкоза і галактоза, повільніше - фруктоза, маноза і інші цукру.
Проходження всмоктуваних вуглеводів через епітеліальні клітини кишечника і надходження в клітини периферичних тканин здійснюються за допомогою особливих транспортних систем, функція яких полягає в перенесенні молекул цукрів через поверхневі клітинні мембрани. Існують особливі білки переносники - пермеази, специфічні по відношенню до цукру і їх похідних. Пермеази називають також транслоказ (наприклад, транслоказ глюкозо-6 фосфату УДФ-глюкуронової кислоти).
В організмі людини і тварин існує багато різних механізмів, відповідальних за перетворення одних вуглеводів в інші як в процесах гліколізу і глюконеогенезу, так і в окремих ланках пентозофосфатного шляху.
На початковому етапі обміну вуглеводів (рис. 9.2) олігосахариди і полісахариди розщеплюються до моносахаридів - глюкози, фруктози та ін.
Мал. 9.9. Загальна схема метаболізму вуглеводів із зазначенням головних кінцевих продуктів
У всіх ссавців глюкоза в клітинах перетворюється в піруват і лактат за метаболічним шляху гліколізу (див. Розділ 9.1).
Тканини, які споживають кисень (аеробні умови), здійснюють перетворення пірувату в ацетил-КоА, який далі вступає в цикл лимонної кислоти. У цьому циклі ацетил-КоА повністю окислюється до С02 і Н20. Велика частина енергії Гіббса процесу запасається у формі АТР в результаті окисного фосфорилювання. Таким чином, глюкоза є основним паливом для багатьох тканин.
Глюкоза, а також її метаболіти бере участь і в інших процесах (рис. 9.9). Глюкоза перетворюється в тваринний крохмаль глікоген, який запасається в тканинах, особливо в скелетних м'язах і печінці.
Пентозофосфатов, субстрат пентозофосфатного шляху перетворення глюкози, є одним з проміжних продуктів гліколізу. На цьому шляху утворюються відновні еквіваленти, що використовуються в біосинтезі, наприклад, жирних кислот. Крім того, пентозофосфатов - джерело рибози, необхідної для синтезу нуклеотидів і нуклеїнових кислот.
Тріозофосфат, що утворюється на одній зі стадій гліколізу, може перетворюватися в гліцерин, який бере участь в синтезі жирів. Піруват і ряд проміжних сполук циклу лимонної кислоти - це джерела вуглецевих скелетів, які використовуються в синтезі амінокислот.
Ацетил-КоА служить основним будівельним блоком в синтезі довголанцюжкових жирних кислот і холестерину - попередника всіх синтезованих в організмі стероїдних гормонів.
Глюкоза і її метаболіти циркулюють по організму і беруть участь в різних процесах, що забезпечують життєдіяльність (рис. 9.10). Таким чином функціонують міжсистемні метаболічні шляхи глюкози і продуктів гліколізу.
При нестачі глюкози в організмі протікають процеси синтезу глюкози і глікогену - глюконеогенез.