Структура и функции белков и пептидов

 
Тема 22. ИНТЕГРАЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА 
Живой организм его функционирование находятся в постоянной зависимости от
окружающей среды. Интенсивность обмена с внешней средой и скорость внутриклеточных 
процессов обмена веществ поддерживают постоянство внутренней среды и целостность ор-
ганизма. 
Обмен веществ в организме человека протекает не хаотично; он интегрирован и тонко 
настроен. Все превращения органических веществ, процессы анаболизма и катаболизма тес-
но связаны друг с другом, координированы и регулируются нейрогормональными механиз-
мами, придающими химическим процессам нужное направление.
 
Принципиальные составляющие интеграции метаболизма: 
1.
Наличие общих промежуточных продуктов в большей части метаболических пу-
тей и возможность взаимопревращений через общие метаболиты (глюкозо-6-фосфат, пи-
руват, ацетил-КоА). 
2.
Использование общих коферментов и необходимость их постоянной циркуляции. 
3.
Наличие общего пути катаболизма и единой системы освобождения и использо-
вания энергии. 
4.
Наличие сходных механизмов регуляции: обеспечение субстратами, аллостериче-
ские взаимодействия, ковалентная модификация, количество фермента, разделение метабо-
лических процессов по отдельным отсекам (компартментам). 
Центральную роль в поддержании гомеостаза организма играет печень. Направление 
метаболических путей в печени и других органах изменяется в зависимости от поступления 
их с пищей.
 
Основные особенности метаболизма в печени 
в состоянии после принятия пищи 
 
После принятия пищи концентрация глюкозы в крови достигает 6-8 ммоль/л
.
Уровень инсулина в крови увеличивается. 
Глюкоза поступает в печень и превращается в глюкозо-6-фосфат под действием глю-
кокиназы, которая активируется инсулином.
Для снижения уровня глюкозы в крови стимулируются процессы ее использования в 
печени, а избыток глюкозы превращается в жирные кислоты: 
1) Синтезируется гликоген, так как увеличивается активность гликогенсинтетазы под 
действием инсулина и высоких концентраций глюкозо-6-Ф. 
2) Стимулируется гликолиз, так как под действием инсулина и аллостерических регу-
ляторов увеличивается активность ключевых ферментов: 

высокая концентрация 
фруктозо-2,6-ФФ
аллостерически активирует фосфофрук-
токиназу-1;

---

116 

пируваткиназа активируется фруктозо-1,6-ФФ (аллостерически) и инсулином (ко-
валентная модификация и индукция синтеза фермента). 
 
Рис. 22.1
Регуляция образования фруктозо-2,6-бисфосфата 
под действием бифункционального фермента 
3) Интенсивный гликолиз (образование избытка ПВК) и инсулин (путем дефосфори-
лирования) стимулируют пируватдегидрогеназный комплекс и образование ацетил-КоА. 
4) Активируется пентозофосфатный путь, так как под действием инсулина индуциру-
ется синтез глюкозо-6-фосфат дегидрогеназы. 
5) Активируется синтез жирных кислот, субстратом для которого является ацетил-
КоА, и ингибируется β-окисление, так как : 

ацетил-КоА карбоксилаза активируется путем дефосфорилирования под действи-
ем инсулина и аллостерически высокими концентрациями цитрата; 

инсулин индуцирует синтез ферментов ацилсинтазного комплекса; 

высокая концентрация малонил-КоА ингибирует (аллостерический механизм) 
ацилкарнитинтрансферазу, которая транспортирует жирные кислоты в митохондрию для 
окисления. 
6) Жирные кислоты используются для синтеза триацилглицеролов, фосфолипидов, 
которые в составе липопротеинов (ЛПОНП и ЛПВП) секретируются в кровь. 
7) В качестве основного источника энергии печень использует аминокислоты пищи с 
неразветвленными радикалами (главным образом, глутамат).