Какво е метаболизъм?

• Хипогликемия

На метаболизма или метаболизма сега се говори много. Въпреки това, повечето хора не знаят какъв е метаболизмът и какви процеси постоянно се провеждат в нашето тяло.

Какво е метаболизъм

Метаболизмът е химическа трансформация, която се случва в тялото на всеки човек, когато се доставят хранителни вещества и до момента, в който крайните продукти на всички трансформации и трансформации се получават от него във външната среда. С други думи, метаболизмът в тялото е съвкупност от химични реакции, които се случват в него, за да поддържат нейната жизнена активност. Всички процеси, съчетани с тази концепция, позволяват на всеки организъм да се размножава и развива, като запазва всичките си структури и отговаря на влиянията на околната среда.

Метаболитни процеси

Като правило, метаболитните процеси се разделят на 2 взаимосвързани етапа, с други думи, метаболизмът настъпва в организма на два етапа:

• Етап I Анаболизмът е процес на комбинация от химични процеси, който има за цел образуването на клетки и компоненти на телесните тъкани. Ако разкриете химични процеси, то те предполагат синтез на аминокиселини, нуклеотиди, мастни киселини, монозахариди, протеини.
• Етап II. Катаболизмът е процес на разделяне на храните и собствените му молекули на по-прости вещества, като същевременно се освобождава енергията, съдържаща се в тях. Балансът на горните етапи дава хармонична работа и развитие на тялото и се регулира от хормони. Ензимите са друг съществен помощник в метаболитния процес. В процеса на метаболизма те действат като вид катализатор и създават някои химикали от други.

Ролята на метаболизма в човешкото тяло

Трябва да знаете, че метаболизмът се състои от всички реакции, в резултат на които се изграждат различни клетки и тъкани на тялото и се извлича полезна енергия. Тъй като анаболните процеси във всеки организъм са свързани с изразходването на енергия за изграждане на нови клетки и молекули, а катаболните процеси отделят енергия и образуват такива крайни продукти като въглероден диоксид, амоняк, урея и вода.

От гореизложеното може да се отбележи, че добре координираният метаболитен процес в организма е ключът към добре координирана и стабилна работа на всички човешки органи, освен че служи и като показател за добро здраве. Тъй като метаболизма влияе върху работата на всички човешки органи. Всеки дисбаланс в процеса на метаболизма може да доведе до сериозни последствия за организма, а именно - до различен вид заболяване.

Метаболитни нарушения могат да възникнат с различни промени във всяка система на тялото, но често това се случва в ендокринната система. При различни диети и нездравословни диети, при нервно пренапрежение и стрес, могат да се появят неуспехи. Затова е препоръчително да внимавате за начина си на живот и храненето. Ето защо, ако ви е грижа за вашето здраве, е необходимо периодично да провеждате изследване на тялото, да го почиствате от токсини и, разбира се, да ядете правилно, защото нормализирането на метаболизма е ключът към вашето здраве.

Сега знаете всичко за метаболизма и няма да се чудите, метаболизма, какво е това? И можете да отидете на лекар навреме за най-малкото смущение, което впоследствие ще ви помогне да избегнете много проблеми.

Метаболизъм (метаболизъм) и трансформация на енергия в организма

Метаболизъм (метаболизъм)

Метаболизмът или метаболизмът е комбинация от биохимични процеси и процеси на клетъчна активност. Осигурява съществуването на живи организми. Има процеси на асимилация (анаболизъм) и дисимилация (катаболизъм). Тези процеси са различни аспекти на един процес на метаболизъм и преобразуване на енергията в живите организми.

асимилация

Асимилирането е процес, свързан с абсорбцията, усвояването и натрупването на химикали, които се използват за синтезиране на съединенията, необходими за организма.

Пластмасов обмен

Пластмасовият метаболизъм е набор от реакции на синтез, които гарантират възобновяване на химическия състав, клетъчния растеж.

дисимилация

Дисимилирането е процес, който е свързан с разграждането на веществата.

Обмен на енергия

Енергийният метаболизъм е комбинация от разделянето на комплексни съединения с отделянето на енергия. Организмите от околната среда в процеса на живот в определени форми абсорбират енергия. След това те връщат равностойността му в друга форма.

Асимилационните процеси не винаги са балансирани с дисимилационни процеси. Натрупването на вещества и растеж в развиващите се организми се осигуряват от процесите на асимилация, така че те преобладават. Дисимилационните процеси преобладават при липса на хранителни вещества, интензивна физическа работа и стареене.

Процесите на асимилация и дисимилация са тясно свързани с видовете хранене на организмите. Основният източник на енергия за живите организми на Земята е слънчевата светлина. Той индиректно или пряко удовлетворява техните енергийни нужди.

autotrophs

Автотрофите (от гръцки. Авто- и трофей - храна, хранене) са организми, които могат да синтезират органични съединения от неорганични, използвайки определен вид енергия. Има фототрофи и хемотрофи.

фототропични

Фототрофи (от гръцки. Снимки - светлина) - организми, които за синтеза на органични съединения от неорганични използват енергията на светлината. Към тях принадлежат прокариоти (фотосинтезиращи серни бактерии и цианобактерии) и зелени растения.

chemotroph

Chemotrophs (от гръцки. Химия - Химия) за синтез на органични съединения от неорганично използване на енергията на химичните реакции. Те включват някои прокариоти (железни бактерии, серни бактерии, азотфиксиране и др.). Автотрофните процеси са свързани повече с процесите на асимилация.

heterotrophs

Хетеротрофите (от гръцки. Heteros - другият) - са организми, които синтезират собствените си органични съединения от готовите органични съединения, синтезирани от други организми. Повечето прокариоти, гъби и животни принадлежат към тях. За тях източникът на енергия е органичната материя, която те получават от храната: живи организми, техните остатъци или отпадъчни продукти. Основните процеси на хетеротрофните организми - разграждането на веществата - се основават на дисимилационни процеси.

Енергията в биологичните системи се използва за осигуряване на различни процеси в тялото: топлинна, механична, химическа, електрическа и др. Част от енергията при енергийно обменните реакции се разсейва като топлина, част от нея се съхранява във високоенергийни химически връзки на някои органични съединения. Универсално такова вещество е аденозин трифосфат АТФ. Той е универсален химически акумулатор на енергия в клетката.

Под действието на ензима, един остатък на фосфорната киселина се разцепва. След това АТР се превръща в аденозин дифосфат - ADP. В този случай се освобождава около 42 kJ енергия. Отстраняването на два остатъка от фосфорна киселина произвежда аденозин монофосфат - АТР (освобождава се 84 kJ енергия). АМР молекулата може да бъде разцепена. По този начин, по време на разпадането на АТР, се отделя голямо количество енергия, която се използва за синтезиране на съединенията, необходими за организма, за поддържане на определена телесна температура и др.

Природата на макроергичните връзки на АТФ остава накрая непрояснена, въпреки че те превишават енергийната интензивност на обикновените връзки няколко пъти.

Какво е метаболизъм?

Спестете време и не виждайте реклами с Knowledge Plus

Спестете време и не виждайте реклами с Knowledge Plus

Отговорът

Отговорът е даден

wevehadenough

Процесът на метаболизъм в организма :)

Свържете Knowledge Plus, за да получите достъп до всички отговори. Бързо, без реклама и паузи!

Не пропускайте важното - свържете се с Knowledge Plus, за да видите отговора точно сега.

Гледайте видеоклипа, за да получите достъп до отговора

О, не!
Прегледите на отговорите приключиха

Свържете Knowledge Plus, за да получите достъп до всички отговори. Бързо, без реклама и паузи!

Не пропускайте важното - свържете се с Knowledge Plus, за да видите отговора точно сега.

Гледайте видеоклипа, за да получите достъп до отговора

О, не!
Прегледите на отговорите приключиха

• Коментари
• Маркиране на нарушение

Отговорът

Отговорът е даден

Лола Стюарт

набор от химични реакции, които се случват в живия организъм за поддържане на живота. Тези процеси позволяват на организмите да растат и да се размножават, да поддържат своите структури и да реагират на влиянието на околната среда. Метаболизмът обикновено се разделя на два етапа: при годекаболизъм комплексните органични вещества се разграждат до по-прости; В процеса на анаболизма с цената на енергията се синтезират вещества като протеини, захари, липиди и нуклеинови киселини.

метаболизъм

МЕТАБОЛИЗЪМ, или метаболизма, химичните трансформации, настъпващи от момента, в който хранителните вещества навлязат в живия организъм до момента, в който крайните продукти на тези трансформации се освобождават във външната среда. Метаболизмът включва всички реакции, в резултат на които се изграждат структурните елементи на клетките и тъканите, както и процесите, при които енергията се извлича от вещества, съдържащи се в клетките. Понякога, за удобство, двете страни на метаболизма се разглеждат отделно - анаболизъм и катаболизъм, т.е. процесите на създаване на органични вещества и процесите на тяхното унищожаване. Анаболните процеси обикновено се свързват с разхода на енергия и водят до образуването на сложни молекули от по-прости, като катаболните процеси се придружават от отделянето на енергия и водят до образуването на такива крайни продукти (отпадъци) на метаболизма като урея, въглероден диоксид, амоняк и вода.

Терминът "метаболизъм" е влязъл в ежедневния живот, тъй като лекарите започнали да свързват с наднормено тегло или с поднормено тегло, прекомерна нервност или, обратно, летаргия на пациент с повишен или намален метаболизъм. За преценки за интензивността на метаболизма се поставя теста за "първичен метаболизъм". Основен метаболизъм е показател за способността на организма да произвежда енергия. Тестът се провежда на празен стомах в покой; измерване на абсорбцията на кислород (O₂) и освобождаването на въглероден диоксид (СО₂). Сравнявайки тези стойности, определете до каква степен тялото използва ("изгаряния") хранителни вещества. Хормоните на щитовидната жлеза влияят върху интензивността на метаболизма, поради което при диагностициране на заболявания, свързани с метаболитни нарушения, лекарите все повече измерват нивото на тези хормони в кръвта. Вж. Също THYROID GLAND.

Изследователски методи.

При изучаването на метаболизма на някой от хранителните вещества, всичките му трансформации се проследяват от формата, в която тя влиза в тялото, до крайните продукти, отстранени от тялото. В такива изследвания се използва изключително разнообразен набор от биохимични методи.

Използване на непокътнати животни или органи.

Изследваното съединение се прилага на животното и след това се определят възможните продукти от неговото преобразуване (метаболити) в урината и екскрементите. По-специфична информация може да бъде получена чрез изследване на метаболизма на определен орган, като черния дроб или мозъка. В тези случаи веществото се инжектира в съответния кръвоносен съд и метаболитите се определят в кръвта, изтичаща от органа.

Тъй като този вид процедура е много трудна, често се използват тънки участъци от органи за изследване. Те се инкубират при стайна температура или при телесна температура в разтвори с добавянето на веществото, чийто метаболизъм се изследва. Клетките в такива препарати не са повредени и тъй като участъците са много тънки, веществото лесно прониква в клетките и лесно ги напуска. Понякога възникват трудности, тъй като веществото преминава през клетъчните мембрани твърде бавно. В тези случаи тъканите се разтрошават, за да се разрушат мембраните, и клетъчната каша се инкубира с тестваното вещество. В такива експерименти беше показано, че всички живи клетки окисляват глюкозата до СО₂ и вода и че само чернодробната тъкан е в състояние да синтезира урея.

Използване на клетки.

Дори клетките са много сложни системи. Те имат ядро, а в заобикалящата цитоплазма има по-малки тела, т.нар. органели с различни размери и текстури. Използвайки подходящата техника, тъканта може да бъде "хомогенизирана" и след това да бъде подложена на диференциално центрофугиране (разделяне) и формулировки, съдържащи само митохондрии, само микрозоми или бистра течност - цитоплазмата. Тези лекарства могат да бъдат отделно инкубирани със съединението, чийто метаболизъм е изследван, и по този начин може да се определи кои специфични субклетъчни структури са включени в неговите последователни трансформации. Има случаи, когато първоначалната реакция се осъществява в цитоплазмата, продуктът претърпява трансформация в микрозоми и продуктът на тази трансформация влиза в нова реакция вече в митохондриите. Инкубирането на изследваното вещество с живи клетки или с тъканен хомогенат обикновено не разкрива отделните етапи на неговия метаболизъм и само последователни експерименти, при които една или друга субклетъчна структура се използва за инкубиране, ни позволяват да разберем цялата верига от събития.

Използване на радиоактивни изотопи.

За изследване на метаболизма на дадено вещество е необходимо: 1) подходящи аналитични методи за определяне на това вещество и неговите метаболити; и 2) методи за разграничаване на добавеното вещество от същото вещество, което вече присъства в биологичния препарат. Тези изисквания служат като основна пречка при изучаването на метаболизма, докато не се открият радиоактивни изотопи на елементите и най-вече радиоактивен въглерод 14 С. Ако белязана 14 С мастна киселина се добавя към биологичен препарат, например, към суспензия на митохондриите, тогава не се изискват специални анализи за определяне на продуктите от неговите трансформации; за да се оцени скоростта на неговото използване, е достатъчно просто да се измери радиоактивността на последователно произведените митохондриални фракции. Същата техника прави лесно различаването на молекулите на радиоактивните мастни киселини, въведени от експериментатора, от молекулите на мастните киселини, които вече присъстват в митохондриите в началото на експеримента.

Хроматография и електрофореза.

В допълнение към горните изисквания, биохимик също се нуждае от методи за разделяне на смеси, състоящи се от малки количества органични вещества. Най-важната от тях - хроматография, която се основава на явлението адсорбция. Разделянето на компонентите на сместа се извършва или на хартия, или чрез адсорбция на сорбента, който е напълнен колони (дълги стъклени тръби), последвано от постепенно елуиране (извличане) на всеки от компонентите.

Отделянето чрез електрофореза зависи от знака и броя на зарядите на йонизираните молекули. Електрофорезата се извършва на хартия или на някакъв инертен (неактивен) носител, като нишесте, целулоза или каучук.

Метод с високо чувствително и ефективно разделяне е газова хроматография. Използва се в случаите, когато веществата, които ще се разделят, са в газообразно състояние или могат да бъдат прехвърлени към него.

Изолиране на ензими.

Животното, органното, тъканното сечение, хомогенатът и фракцията на клетъчните органели заемат последното място в серията - ензим, способен да катализира определена химична реакция. Изолирането на ензими в пречистена форма е важен раздел в изследването на метаболизма.

Комбинацията от тези методи ни позволи да проследим основните метаболитни пътища в повечето организми (включително хората), за да установим точно къде протичат тези различни процеси и да открием последователните етапи на основните метаболитни пътища. Към днешна дата са известни хиляди отделни биохимични реакции и изследваните ензими.

Клетъчен метаболизъм.

Живата клетка е силно организирана система. Той има различни структури, както и ензими, които могат да ги унищожат. Той също така съдържа големи макромолекули, които могат да се разпаднат на по-малки компоненти в резултат на хидролиза (разцепване под действието на вода). Клетката обикновено съдържа много калий и много малко натрий, въпреки че клетката съществува в среда, в която има много натрий и сравнително малко калий, а клетъчната мембрана е лесно пропусклива за двата йона. Следователно, клетката е химическа система, която е много далеч от равновесието. Равновесието настъпва само в процеса на следкланна автолиза (самостоятелно усвояване под действието на собствените си ензими).

Необходимост от енергия.

За да се запази системата в състояние, което е далеч от химическото равновесие, е необходимо да се извърши работа и за тази цел е необходима енергия. Получаването на тази енергия и извършването на тази работа е задължително условие клетката да остане в своето стационарно (нормално) състояние, далеч от равновесието. В същото време тя извършва и други дейности, свързани с взаимодействието с околната среда, например: в мускулни клетки, свиване; в нервните клетки - провеждане на нервни импулси; в клетките на бъбреците - образуването на урина, значително различна по състав от кръвната плазма; в специализирани клетки на стомашно-чревния тракт - синтез и секреция на храносмилателни ензими; в клетките на ендокринните жлези - секрецията на хормони; в клетките на светулките - сияние; в клетките на някои риби - генерирането на електрически разряди и др.

Източници на енергия.

Във всеки от горните примери, прекият източник на енергия, който клетката използва, за да произведе работа, е енергията, съдържаща се в структурата на аденозин трифосфат (АТР). Поради естеството на своята структура, това съединение е богато на енергия и разкъсването на връзките между неговите фосфатни групи може да се случи по такъв начин, че освободената енергия да се използва за производството на работа. Обаче, енергията не може да бъде предоставена на клетката с просто хидролитично разграждане на фосфатните връзки на АТР: в този случай тя се губи, освобождавайки се като топлина. Процесът трябва да се състои от два последователни етапа, всеки от които включва междинен продукт, обозначен тук X - F (в горните уравнения X и Y означава две различни органични вещества; Φ - фосфат; ADP - аденозин дифосфат):

Тъй като АТФ е необходим за почти всяка проява на клетъчна активност, не е изненадващо, че метаболитната активност на живите клетки е насочена предимно към синтез на АТФ. За тази цел служат различни комплексни последователности от реакции, които използват потенциалната химическа енергия, съдържаща се в молекулите на въглехидратите и мазнините (липидите).

Метаболизъм на въглехидрати и липиди

АТФ синтез.

Анаеробно (без кислород). Основната роля на въглехидратите и липидите в клетъчния метаболизъм е, че тяхното разцепване в по-прости съединения осигурява синтез на АТФ. Няма съмнение, че същите процеси протичат в първите, най-примитивни клетки. Въпреки това, в атмосфера, лишена от кислород, пълното окисление на въглехидрати и мазнини до CO₂ беше невъзможно. Тези примитивни клетки имат всички механизми, чрез които преструктурирането на структурата на глюкозната молекула осигурява синтеза на малки количества АТР. Говорим за процесите, които микроорганизмите наричат ​​ферментация. Най-добре е изследвано смилането на глюкоза в етилов алкохол и СО.₂ в дрожди.

В хода на 11 последователни реакции, необходими за завършване на тази трансформация, се образуват редица междинни продукти, които са фосфатни естери (фосфати). Тяхната фосфатна група се прехвърля в аденозин дифосфат (ADP) с образуването на АТР. Нетният добив на АТР е 2 АТР молекули за всяка глюкозна молекула, разделена в процеса на ферментация. Подобни процеси се случват във всички живи клетки; тъй като те доставят енергията, необходима за жизнената активност, те понякога (не съвсем правилно) се наричат ​​дишане на анаеробни клетки.

При бозайници, включително хора, такъв процес се нарича гликолиза и неговият краен продукт е млечна киселина, а не алкохол и СО.₂. Цялата последователност от реакции на гликолиза, с изключение на последните два етапа, е напълно идентична с процеса, протичащ в дрождеви клетки.

Аеробни (с използване на кислород). С появата на кислород в атмосферата, чийто източник очевидно е фотосинтезата на растенията, по време на еволюцията е разработен механизъм, който осигурява пълното окисляване на глюкозата до СО.₂ и вода, аеробен процес, при който нетният добив на АТР е 38 АТР молекули на окислена глюкозна молекула. Този процес на консумация на кислород от клетките за образуване на енергийно богати съединения е известен като клетъчно дишане (аеробно). За разлика от анаеробния процес, провеждан от цитоплазмените ензими, в митохондриите протичат оксидативни процеси. В митохондриите пирувинова киселина, междинен продукт, образуван в анаеробна фаза, се окислява до СО.₂ в шест последователни реакции, във всяка от които една двойка електрони се прехвърля към общ акцептор - коензим никотинамид аденин динуклеотид (NAD). Тази последователност от реакции се нарича цикъл на трикарбоксилната киселина, цикъла на лимонената киселина или цикъла на Кребс. От всяка молекула глюкоза се образуват 2 молекули пирогроздена киселина; 12 двойки електрони се отделят от глюкозната молекула по време на нейното окисление, описано чрез уравнението:

Електронно прехвърляне

Всяка митохондрия има механизъм, чрез който намалената NAD (NAD HN, където Н е водород), образувана в цикъла на трикарбоксилната киселина, прехвърля електронната си двойка към кислород. Прехвърлянето обаче не се осъществява директно. Електроните се предават “от ръка на ръка” и само след като преминат през верига от носители, те се присъединяват към кислорода. Тази „електронна транспортна верига“ се състои от следните компоненти:

NADH H N ® Flavineninindinkleotid ® Коензим Q ®

® Цитохром b ® Цитохром с ® Цитохром а ® О₂

Всички компоненти на тази система, които са в митохондриите, са фиксирани в пространството и свързани помежду си. Такова тяхното състояние улеснява трансфера на електрони.

NAD съдържа никотинова киселина (витамин Ниацин), а флавин аденин динуклеотид съдържа рибофлавин (витамин В).₂). Коензим Q е високомолекулен хинон, синтезиран в черния дроб, а цитохромите са три различни протеини, всеки от които, подобно на хемоглобина, съдържа хемогрупа.

В веригата за пренос на електрони за всяка двойка електрони, прехвърлени от NAD H в O₂, Синтезират се 3 АТР молекули. Тъй като 12 двойки електрони се отделят от всяка молекула глюкоза и се прехвърлят към NAD молекули, общо 3 per 12 = 36 АТР молекули се образуват на глюкозна молекула. Този процес на образуване на АТФ по време на окислението се нарича окислително фосфорилиране.

Липидите като източник на енергия.

Мастните киселини могат да се използват като източник на енергия по същия начин като въглехидратите. Окислението на мастни киселини протича чрез последователно разцепване на бикарбоновия фрагмент от молекулата на мастната киселина, за да се образува ацетил коензим А (ацетил СоА) и едновременното прехвърляне на две двойки електрони във веригата за пренос на електрони. Полученият ацетил СоА е нормален компонент на цикъла на трикарбоксилната киселина, а по-късно неговата съдба не се различава от тази на ацетил СоА, доставяна от въглехидратния метаболизъм. По този начин механизмите на синтеза на АТФ в окислението на мастни киселини и глюкозни метаболити са почти еднакви.

Ако тялото на животното получава енергия почти изцяло поради окисление само на мастни киселини, и това се случва, например, по време на гладуване или захарен диабет, скоростта на образуване на ацетил-CoA надвишава скоростта на окислението му в цикъла на трикарбоксилната киселина. В този случай, допълнителните молекули ацетил СоА реагират една с друга, което води до образуването на ацетооцетна киселина и b-хидроксимаслена киселина. Тяхното натрупване е причина за патологичното състояние, т.нар. кетоза (вид ацидоза), която при тежък диабет може да причини кома и смърт.

Съхранение на енергия.

Животните се хранят нередовно и тялото им трябва по някакъв начин да съхранява енергията, съдържаща се в храната, чийто източник са въглехидратите и мазнините, абсорбирани от животното. Мастните киселини могат да се съхраняват като неутрални мазнини, или в черния дроб, или в мастната тъкан. Въглехидратите в големи количества в стомашно-чревния тракт се хидролизират до глюкоза или други захари, които след това се превръщат в същата глюкоза в черния дроб. Тук гигантски полимерен гликоген се синтезира от глюкоза чрез свързване на глюкозните остатъци един с друг с елиминирането на водните молекули (броят на глюкозните остатъци в молекулите на гликоген достига 30,000). Когато има нужда от енергия, гликогенът отново се разгражда до глюкоза в реакцията, чийто продукт е глюкозен фосфат. Този глюкозен фосфат е насочен към пътя на гликолизата, процес, който е част от пътя за окисление на глюкоза. В черния дроб, глюкозният фосфат също може да претърпи хидролиза и получената глюкоза навлиза в кръвния поток и се доставя от кръвта на клетките в различни части на тялото.

Синтез на липиди от въглехидрати.

Ако количеството въглехидрати, абсорбирани от храната в даден момент е по-голямо от това, което може да се съхранява под формата на гликоген, тогава излишният въглехидрат се превръща в мазнина. Първоначалната последователност на реакциите съвпада с обичайния окислителен начин, т.е. Първо, ацетил-CoA се образува от глюкоза, но след това този ацетил-CoA се използва в цитоплазмата на клетката, за да синтезира дълговерижни мастни киселини. Процесът на синтез може да бъде описан като обръщане на нормалния процес на окисление на мастните клетки. След това мастните киселини се съхраняват като неутрални мазнини (триглицериди), които се натрупват в различни части на тялото. Когато се изисква енергия, неутралните мазнини се подлагат на хидролиза и мастните киселини влизат в кръвта. Тук те се адсорбират от молекулите на плазмените протеини (албумин и глобулин) и след това се абсорбират от различни типове клетки. Няма механизми, способни да синтезират глюкоза от мастни киселини при животните, но растенията имат такива механизми.

Липиден метаболизъм.

Липидите влизат в тялото главно под формата на триглицериди на мастни киселини. В червата под действието на панкреатичните ензими, те се подлагат на хидролиза, чиито продукти се абсорбират от клетките на чревната стена. Тук от тях се синтезират неутрални мазнини, които влизат в кръвта през лимфната система и се транспортират до черния дроб или се отлагат в мастната тъкан. Вече беше посочено по-горе, че мастните киселини могат също да бъдат синтезирани отново от прекурсори на въглехидрати. Трябва да се отбележи, че въпреки че включването на една двойна връзка в молекулите на дълговерижните мастни киселини (между С-9 и С-10) може да се случи в клетки на бозайници, тези клетки са неспособни да включат втората и третата двойни връзки. Тъй като мастните киселини с две и три двойни връзки играят важна роля в метаболизма на бозайниците, те са основно витамини. Следователно, линолова (С_{18: 2}) и линоленова (С_{18: 3}Киселини се наричат ​​незаменими мастни киселини. В същото време, в клетки на бозайници, четвърта двойна връзка може да бъде включена в линоленова киселина и арахидоновата киселина може да бъде образувана чрез удължаване на въглеродната верига (С_{20: 4}), също необходим участник в метаболитните процеси.

В процеса на липиден синтез, мастни киселинни остатъци, свързани с коензим А (ацил-СоА) се прехвърлят в глицерофосфат, естер на фосфорна киселина и глицерол. В резултат се образува фосфатидна киселина - съединение, в което една хидроксилна група на глицерола е естерифицирана с фосфорна киселина и две групи с мастни киселини. Когато се образуват неутрални мазнини, фосфорната киселина се отстранява чрез хидролиза и третата мастна киселина заема мястото си в резултат на реакцията с ацил-CoA. Коензим А се образува от пантотенова киселина (една от витамините). В неговата молекула има сулфхидрилна (-SH) група, способна да реагира с киселини за образуване на тиоестери. Когато се образуват фосфолипиди, фосфатидната киселина реагира директно с активирано производно на една от азотните основи, като холин, етаноламин или серин.

С изключение на витамин D, всички стероиди, открити в животинските органи (производни на сложни алкохоли), се синтезират лесно от самия организъм. Те включват холестерол (холестерол), жлъчни киселини, мъжки и женски полови хормони и надбъбречни хормони. Във всеки случай, ацетил СоА служи като изходен материал за синтеза: въглеродният скелет на синтезираното съединение се конструира от ацетилни групи чрез многократно повтаряне на кондензацията.

Протеини на метаболизма

Аминокиселинна синтеза

Растенията и повечето микроорганизми могат да живеят и да растат в среда, в която само минерали, въглероден диоксид и вода са на разположение за тяхното хранене. Това означава, че всички тези организми, които се намират в тях, синтезират тези организми. Протеините, открити във всички живи клетки, са изградени от 21 вида аминокиселини, свързани в различни последователности. Аминокиселините се синтезират от живи организми. Във всеки случай серия от химични реакции води до образуването на а-кето киселини. Една такава α-кетокиселина, а именно а-кетоглутарова (обичайната съставка на цикъла на трикарбоновата киселина), участва в азотната фиксация съгласно следното уравнение:

а - Кетоглутарова киселина + NH₃ + OVER CH N ®

Глутаминова киселина + NAD.

Азотът на глутаминовата киселина след това може да бъде прехвърлен към която и да е от другите а-кето киселини, за да се образува съответната аминокиселина.

Човешкото тяло и повечето други животни са запазили способността да синтезират всички аминокиселини с изключение на девет т.нар. незаменими аминокиселини. Тъй като кетокиселините, съответстващи на тези девет, не се синтезират, есенциалните аминокиселини трябва да идват от храната.

Синтез на протеини.

Аминокиселините са необходими за биосинтезата на протеините. Процесът на биосинтеза протича обикновено както следва. В цитоплазмата на клетката, всяка аминокиселина е "активирана" в реакция с АТР и след това е прикрепена към крайната група на молекулата на рибонуклеиновата киселина, специфична за тази конкретна аминокиселина. Тази сложна молекула се свързва с малко тяло, т.нар. рибозома, в положение, определено от по-дългата молекула на рибонуклеинова киселина, свързана с рибозомата. След като всички тези сложни молекули са правилно подредени, връзките между оригиналната аминокиселина и рибонуклеиновата киселина се разрушават и възникват връзки между съседните аминокиселини - синтезира се специфичен протеин. Процесът на биосинтеза доставя протеини не само за растежа на организма, или за секреция в средата. Всички протеини на живите клетки в крайна сметка се разлагат до съставните им аминокиселини и за да поддържат живота, клетките трябва да бъдат синтезирани отново.

Синтез на други азотсъдържащи съединения.

При бозайниците аминокиселините се използват не само за биосинтеза на протеини, но и като изходен материал за синтеза на много азотсъдържащи съединения. Аминокиселинният тирозин е предшественик на хормоните адреналин и норадреналин. Най-простата аминокиселина глицин е изходният материал за биосинтеза на пурини, които съставляват нуклеинови киселини, и порфирини, които съставляват цитохроми и хемоглобин. Аспарагиновата киселина е прекурсор на пиримидинови нуклеинови киселини. Метиловата група на метионина се предава на редица други съединения по време на биосинтеза на креатин, холин и саркозин. По време на биосинтезата на креатина, гуанидиновата група на аргинина също се пренася от едно съединение в друго. Триптофанът служи като прекурсор на никотиновата киселина, а витамин като пантотенова киселина се синтезира от валин в растенията. Всичко това са само някои от примерите за използването на аминокиселини в процесите на биосинтеза.

Азотът, абсорбиран от микроорганизми и висши растения под формата на амониев йон, се изразходва почти изцяло върху образуването на аминокиселини, от които след това се синтезират много азотсъдържащи съединения на живи клетки. Нито растенията, нито микроорганизмите абсорбират излишния азот. За разлика от това, при животните количеството на абсорбирания азот зависи от съдържащите се в храната протеини. Всички азот, влизащи в тялото под формата на аминокиселини и не се консумира в процесите на биосинтеза, доста бързо се отделя от тялото с урината. Това се случва по следния начин. В черния дроб неизползваните аминокиселини прехвърлят азотната а-кетоглутарова киселина до глутаминова киселина, която се деаминира, освобождавайки амоняк. Освен това, амонячният азот може или да бъде временно съхраняван чрез синтеза на глутамин, или веднага да се използва за синтез на урея, течаща в черния дроб.

Глутаминът има друга роля. Може да се хидролизира в бъбреците, за да се освободи амоняк, който влиза в урината в замяна на натриеви йони. Този процес е изключително важен като средство за поддържане на киселинно-алкалния баланс в тялото на животното. Почти целият амоняк, получен от аминокиселини и вероятно от други източници, се превръща в урея в черния дроб, така че в кръвта обикновено няма почти никакъв свободен амоняк. Въпреки това, при някои условия, урината съдържа доста значителни количества амоняк. Този амоняк се образува в бъбреците от глутамин и преминава в урината в замяна на натриеви йони, които по този начин се ресорбират и задържат в тялото. Този процес се засилва от развитието на ацидоза, състояние, при което тялото се нуждае от допълнителни количества натриеви катиони, за да свърже излишните бикарбонатни йони в кръвта.

Прекомерните количества пиримидини също се разтварят в черния дроб чрез серия от реакции, при които се освобождава амоняк. Що се отнася до пурините, техният излишък претърпява окисление с образуването на пикочна киселина, която се екскретира в урината на хора и други примати, но не и при други бозайници. При птиците не съществува механизъм за синтез на урея и това е пикочна киселина, а не урея, което е техният краен продукт от обмяната на всички азотсъдържащи съединения.

Нуклеинови киселини.

Структурата и синтезата на тези азотсъдържащи съединения са описани подробно в статията NUCLEIC ACIDS.

ОБЩИ ИЗЛОЖЕНИЯ НА МЕТАБОЛИЗМ-ОРГАНИЧНИ ВЕЩЕСТВА

Можете да формулирате някои общи понятия или "правила", свързани с метаболизма. По-долу са дадени някои от основните "правила" за по-доброто разбиране на начина, по който метаболизмът протича и е регулиран.

1. Метаболитните пътища са необратими. Разпадът никога не следва път, който просто би бил обрат на реакциите на синтез. Той включва други ензими и други междинни продукти. Често противоположно насочените процеси протичат в различни отделения на клетката. По този начин мастните киселини се синтезират в цитоплазмата с участието на един комплект ензими и се окисляват в митохондриите с участието на съвсем различен набор.

2. Ензимите в живите клетки са достатъчни, така че всички известни метаболитни реакции могат да протичат много по-бързо, отколкото обикновено се наблюдава в организма. Следователно, има някои регулаторни механизми в клетките. Отворени са различни видове такива механизми.

а) Факторът, който ограничава скоростта на метаболитни трансформации на дадено вещество, може да бъде приемането на това вещество в клетката; в този случай регулирането е насочено именно към този процес. Ролята на инсулина, например, е свързана с факта, че изглежда улеснява проникването на глюкоза във всички клетки, докато глюкозата претърпява трансформации със скоростта, с която се доставя. По същия начин, проникването на желязо и калций от червата в кръвта зависи от процесите, чиято скорост е регулирана.

б) Веществата далеч не винаги са свободни да се придвижват от една клетка към друга; Има доказателства, че вътреклетъчният трансфер се регулира от някои стероидни хормони.

в) Идентифицирани са два типа “сервомеханизми с отрицателна обратна връзка”.

В бактерии бяха намерени примери, че присъствието на продукт от някаква последователност от реакции, като аминокиселина, инхибира биосинтезата на един от ензимите, необходими за образуването на тази аминокиселина.

Във всеки случай, ензимът, биосинтезата на който е засегнат, е отговорен за първия "определящ" етап (реакция 4 в схемата) на метаболитния път, водещ до синтеза на тази аминокиселина.

Вторият механизъм е добре проучен при бозайници. Това е просто инхибиране от крайния продукт (в нашия случай, аминокиселина) на ензима, отговорен за първия "определящ" етап на метаболитния път.

Друг вид регулиране чрез обратна връзка действа в случаите, когато окислението на трикарбоксилни киселинни междинни съединения е свързано с образуването на АТР от ADP и фосфата по време на окислителното фосфорилиране. Ако целият запас от фосфат и / или АДФ в клетката вече е изчерпан, окисляването спира и може да се възобнови само след като този резерв стане отново достатъчен. По този начин окислението, чието значение е да доставя полезна енергия под формата на АТР, се случва само когато е възможен синтез на АТФ.

3. Сравнително малък брой строителни блокове участват в биосинтетични процеси, всеки от които се използва за синтезиране на много съединения. Сред тях са ацетил коензим А, глицерол фосфат, глицин, карбамил фосфат, който доставя карбамил (Н)₂N - CO - група, производни на фолиева киселина, които служат като източник на хидроксиметил и формил групи, S-аденозилметионин - източник на метилови групи, глутаминова и аспартова киселина, които доставят аминогрупи, и накрая, глутамин - източник на амидни групи. От този сравнително малък брой компоненти са изградени всички различни съединения, които намираме в живите организми.

4. Простите органични съединения рядко участват директно в метаболитни реакции. Обикновено те трябва първо да бъдат "активирани", като се прикрепят към един от многото съединения, които се използват универсално в метаболизма. Глюкозата, например, може да бъде подложена на окисление само след като е естерифицирана с фосфорна киселина, а за другите й трансформации трябва да бъде естерифицирана с уридин дифосфат. Мастните киселини не могат да участват в метаболитни трансформации преди да образуват естери с коензим А. Всеки от тези активатори е или свързан с един от нуклеотидите, които съставят рибонуклеинова киселина, или е получен от някакъв вид витамин. В тази връзка е лесно да се разбере защо са необходими витамини в такива малки количества. Те се изразходват за образуването на "коензими" и всяка молекула коензим се използва многократно през целия живот на организма, за разлика от основните хранителни вещества (например, глюкоза), всяка молекула на която се използва само веднъж.

В заключение, терминът "метаболизъм", който преди това не означаваше нищо по-сложно от простото използване на въглехидрати и мазнини в тялото, сега се използва за означаване на хиляди ензимни реакции, чийто набор може да бъде представен като огромна мрежа от метаболитни пътища, които се пресичат многократно ( поради наличието на обикновени междинни продукти) и контролирани от много фини регулаторни механизми.

МЕТАБОЛИЗЪМ НА МИНЕРАЛНИ ВЕЩЕСТВА

Относително съдържание.

Различните елементи, открити в живите организми, са изброени по-долу в низходящ ред в зависимост от тяхното относително съдържание: 1) кислород, въглерод, водород и азот; 2) калций, фосфор, калий и сяра; 3) натрий, хлор, магнезий и желязо; 4) манган, мед, молибден, селен, йод и цинк; 5) алуминий, флуор, силиций и литий; 6) бром, арсен, олово и вероятно някои други.

Кислород, въглерод, водород и азот са елементите, които образуват меките тъкани на тялото. Те са част от съединения като въглехидрати, липиди, протеини, вода, въглероден диоксид и амоняк. Елементи, изброени в клаузи 2 и 3, са в тялото обикновено под формата на едно или повече неорганични съединения, а елементите nn. 4, 5 и 6 присъстват само в следи и следователно се наричат ​​микроелементи.

Разпределение в организма.

Калций.

Калцият присъства главно в костната тъкан и в зъбите, главно под формата на фосфати и в малки количества под формата на карбонат и флуорид. Калцият, доставен с храна, се абсорбира главно в горната част на червата, която има слаба киселинна реакция. Витамин D допринася за тази абсорбция (при хора само 20-30% калций се абсорбира от храната.) Под действието на витамин D чревните клетки произвеждат специален протеин, който свързва калция и улеснява прехвърлянето му през чревната стена в кръвта. Абсорбцията също се влияе от наличието на някои други вещества, особено фосфат и оксалат, които в малки количества подпомагат абсорбцията и в по-голямата си част, напротив, го потискат.

В кръвта около половината калций е свързан с протеини, а останалите са калциеви йони. Съотношението на йонизираните и нейонизираните форми зависи от общата концентрация на калций в кръвта, както и от съдържанието на протеини и фосфати и концентрацията на водородните йони (рН на кръвта). Делът на нейонизирания калций, който е повлиян от нивото на протеина, позволява индиректно да се прецени качеството на храненето и ефективността на черния дроб, в който се синтезират плазмените протеини.

Количеството йонизиран калций се влияе, от една страна, от витамин D и фактори, влияещи върху абсорбцията, а от друга - паратиреоидния хормон и, вероятно, също витамин D, тъй като и двете от тези вещества регулират както скоростта на отлагане на калция в костната тъкан, така и нейната мобилизация., т.е. измиване на костите. Излишният паратироиден хормон стимулира отделянето на калций от костната тъкан, което води до увеличаване на неговата концентрация в плазмата. Чрез промяна на скоростта на абсорбция и екскреция на калций и фосфат, както и скоростта на образуване на костната тъкан и нейното унищожаване, тези механизми строго контролират концентрацията на калций и фосфати в кръвния серум. Калциевите йони играят регулаторна роля в много физиологични процеси, включително нервни реакции, мускулна контракция, кръвосъсирване. Екскрецията на калций от организма се осъществява обикновено главно (2/3) през жлъчката и червата и в по-малка степен (1/3) през бъбреците.

Фосфор.

Метаболизмът на фосфор - един от основните компоненти на костната тъкан и зъбите - зависи до голяма степен от същите фактори като калциевия метаболизъм. Фосфорът под формата на фосфат също присъства в организма в стотици различни физиологично важни органични естери. Паратиреоидният хормон стимулира отделянето на фосфор в урината и освобождаването му от костната тъкан; по този начин регулира концентрацията на фосфор в кръвната плазма.

Натриев.

Натрият, основният катион на извънклетъчната течност, заедно с протеините, хлорида и бикарбоната, играе решаваща роля в регулирането на осмотичното налягане и рН (концентрация на водородни йони) на кръвта. За разлика от тях, клетките съдържат много малко натрий, тъй като имат механизъм за премахване на натриеви йони и улавяне на калиеви йони. Всички натрий, който надвишава нуждите на тялото, много бързо се отделя през бъбреците.

Тъй като натрият се губи при всички процеси на отделяне, той трябва да бъде постоянно поглъщан с храна. При ацидоза, когато е необходимо да се отстранят големи количества аниони (например хлорид или ацетоацетат) от тялото, бъбреците предотвратяват прекомерната загуба на натрий поради образуването на амоняк от глутамин. Екскрецията на натрий през бъбреците се регулира от хормона на алдостерона на надбъбречната кора. Под действието на този хормон, достатъчно количество натрий се връща в кръвта, за да се поддържа нормално осмотично налягане и нормален обем на извънклетъчната течност.

Дневната необходимост от натриев хлорид е 5-10 г. Тази стойност се увеличава с усвояването на големи количества течност, когато потта се увеличава и се отделя повече урина.

Калият.

За разлика от натрия, калийът се открива в клетки в големи количества, но е с ниско съдържание на извънклетъчна течност. Основната функция на калия е да регулира вътреклетъчното осмотично налягане и да поддържа киселинно-алкален баланс. Той също играе важна роля при провеждането на нервните импулси и в много ензимни системи, включително тези, които участват в мускулната контракция. Калият е широко разпространен в природата и има изобилие във всяка храна, така че спонтанно дефицит на калий не може да се случи. В плазмата концентрацията на калий се регулира от алдостерон, който стимулира отделянето му в урината.

С храната сярата влиза в тялото главно като част от две аминокиселини - цистин и метионин. В заключителните етапи на метаболизма на тези аминокиселини, сярата се освобождава и в резултат на окислението се превръща в неорганична форма. В състава на цистин и метионин сяра присъства в структурните протеини. Сулфхидрилната (-SH) група на цистеин, от която зависи активността на много ензими, също играе важна роля.

Повечето от сярата се екскретира в урината като сулфат. Малко количество екскретиран сулфат обикновено се свързва с органични съединения като феноли.

Магнезият.

Магнезиевият метаболизъм е подобен на калциевия метаболизъм и под формата на комплекс с фосфат, този елемент също образува част от костната тъкан. Магнезият присъства във всички живи клетки, където функционира като необходим компонент на много ензимни системи; Тази роля е убедително демонстрирана от примера на въглехидратния метаболизъм в мускулите. Магнезият, подобно на калий, е широко разпространен и вероятността за неговия провал е много малка.

Желязо.

Желязото е компонент на хемоглобина и други хемопротеини, а именно миоглобин (мускулен хемоглобин), цитохроми (респираторни ензими) и каталаза, както и в някои ензими, които не съдържат хемогрупи. Желязото се абсорбира в горните черва и това е единственият елемент, който се абсорбира само тогава, когато доставката му в тялото е напълно изтощена. В плазмата желязото се транспортира заедно с протеин (трансферин). Желязото не се екскретира през бъбреците; излишъкът му се натрупва в черния дроб заедно със специален протеин (феритин).

Микроелементи

Всеки присъстващ в тялото микроелемент има своя специална функция, свързана с факта, че стимулира действието на този или онзи ензим или по друг начин го засяга. Цинкът е необходим за кристализация на инсулин; Освен това той е компонент на карбоанхидразата (ензим, участващ в транспорта на въглероден диоксид) и някои други ензими. Молибденът и медта също са съществени компоненти на различни ензими. Йодът е необходим за синтеза на трийодотиронин, тироиден хормон. Флуоридът (включен в зъбния емайл) помага за предотвратяване на кариес.

ИЗПОЛЗВАНЕ НА МЕТАБОЛИТИ

Въглехидрати.

Засмукване.

Монозахаридите или простите захари, освободени по време на усвояването на хранителни въглехидрати, се прехвърлят от червата в кръвния поток в резултат на процес, наречен засмукване. Всмукателният механизъм е комбинация от проста дифузия и химична реакция (активно изсмукване). Една от хипотезите за естеството на химичната фаза на процеса предполага, че в тази фаза монозахаридите се комбинират с фосфорна киселина в реакция, катализирана от ензим от групата кинази, след което те проникват в кръвоносните съдове и се освобождават в резултат на каталитично ензимно дефосфорилиране (разграждане на фосфатната връзка). една от фосфатазите. Поради активната абсорбция различните монозахариди се абсорбират при различни скорости и че въглехидратите се абсорбират дори когато нивото на кръвната захар е по-високо, отколкото в червата, т.е. при условия, при които би било естествено да се очаква те да се движат в обратна посока - от кръвта в червата.

Механизми на хомеостазата.

Монозахаридите, влизащи в кръвния поток, повишават нивата на кръвната захар. При гладуване концентрацията на глюкоза в кръвта обикновено варира от 70 до 100 mg на 100 ml кръв. Това ниво се поддържа чрез механизми, наречени механизми на хомеостаза (самостабилизиране). Щом нивото на захар в кръвта се повиши в резултат на абсорбция от червата, процесите, които извеждат захарта от кръвта, влизат в сила, така че нивото му не се колебае твърде много.

Подобно на глюкозата, всички други монозахариди идват от кръвния поток към черния дроб, където се превръщат в глюкоза. Сега те са неразличими както от глюкозата, която се абсорбира, така и от тази, която вече е в тялото, и се подлагат на същите метаболитни трансформации. Един от механизмите на въглехидратната хомеостаза, който функционира в черния дроб, е гликогенезата, чрез която глюкозата се прехвърля от кръвта към клетките, където се превръща в гликоген. Гликогенът се съхранява в черния дроб до намаляване на нивата на кръвната захар: в тази ситуация хомеостатичният механизъм ще причини разграждането на натрупания гликоген до глюкоза, която отново влиза в кръвта.

Трансформации и употреба.

Тъй като кръвта доставя глюкоза във всички тъкани на тялото и всички тъкани го използват за енергия, нивото на глюкозата в кръвта намалява главно поради неговата употреба.

В мускулите кръвната глюкоза се превръща в гликоген. Въпреки това, мускулен гликоген не може да се използва за производство на глюкоза, която да премине в кръвта. Той съдържа захранване с енергия и скоростта на нейното използване зависи от мускулната активност. Мускулната тъкан съдържа две съединения с голямо количество налична енергия под формата на богати на енергия фосфатни връзки - креатин фосфат и аденозин трифосфат (АТФ). Когато тези фосфатни групи се разцепят от тези съединения, се отделя енергия за мускулно свиване. За да може мускулът да се свие отново, тези съединения трябва да бъдат възстановени в първоначалната си форма. Това изисква енергия, която се осигурява от окислението на продуктите на разграждането на гликоген. С мускулно съкращение, гликогенът се превръща в глюкозен фосфат, а след това, чрез поредица от реакции, до фруктозен дифосфат. Фруктозният дифосфат се разпада на две три-въглеродни съединения, от които след серия от стъпки се образува първо пирувинова киселина и накрая млечна киселина, както вече беше споменато в описанието на въглехидратния метаболизъм. Това превръщане на гликоген в млечна киселина, придружено от отделяне на енергия, може да се случи в отсъствието на кислород.

При липса на кислород, млечната киселина се натрупва в мускулите, дифундира в кръвния поток и навлиза в черния дроб, където отново се образува гликоген. Ако има достатъчно кислород, млечната киселина не се натрупва в мускулите. Вместо това, както е описано по-горе, той е напълно окислен чрез цикъл на трикарбоксилни киселини до въглероден диоксид и вода до образуване на АТР, който може да се използва за редукция.

Метаболизмът на въглехидратите в нервната тъкан и еритроцитите се различава от метаболизма в мускулите, тъй като тук гликогенът не е включен. Обаче и тук междинните продукти са пирувинова и млечна киселини, които се образуват по време на разделянето на глюкозния фосфат.

Глюкозата се използва не само в клетъчното дишане, но и в много други процеси: синтеза на лактоза (млечна захар), образуването на мазнини, както и специалните захари, които съставляват полизахаридите на съединителната тъкан и редица други тъкани.

Чернодробният гликоген, синтезиран от абсорбцията на въглехидрати в червата, е най-достъпният източник на глюкоза, когато абсорбцията липсва. Ако този източник е изчерпан, процесът на глюконеогенеза започва в черния дроб. Глюкозата се образува от някои аминокиселини (от 100 g протеин се образува 58 g глюкоза) и няколко други некарбохидратни съединения, включително от глицеролови остатъци от неутрални мазнини.

Някои, макар и не толкова важни, роля в метаболизма на въглехидратите са бъбреците. Те отделят излишната глюкоза от тялото, когато концентрацията му в кръвта е твърде висока; при по-ниски концентрации глюкозата практически не се екскретира.

Няколко хормони участват в регулирането на въглехидратния метаболизъм, включително хормони на панкреаса, предната хипофизната жлеза и надбъбречната кора.

Хормонът на панкреаса инсулин намалява концентрацията на глюкоза в кръвта и увеличава концентрацията му в клетките. Очевидно, той също така стимулира съхранението на гликоген в черния дроб. Кортикостеронът, хормонът на надбъбречната кора и адреналинът, произвеждани от надбъбречната мозък, влияят върху метаболизма на въглехидратите, стимулирайки разграждането на гликогена (главно в мускулите и черния дроб) и синтеза на глюкоза (в черния дроб).

Липиди.

Засмукване.

В червата след смилането на мазнини, предимно свободните мастни киселини остават с малка смес от холестерол и лецитин и следи от мастноразтворими витамини. Всички тези вещества са много фино диспергирани поради емулгиращото и солюбилизиращо действие на жлъчните соли. Разтварящото действие обикновено се свързва с образуването на нестабилни химични съединения между мастни киселини и соли на жлъчни киселини. Тези комплекси проникват в епителните клетки на тънките черва и тук се разпадат на мастни киселини и жлъчни соли. Последните се прехвърлят в черния дроб и отново се отделят от жлъчката, а мастните киселини влизат в комбинация с глицерол или холестерол. Получените реконструирани мазнини влизат в лимфните съдове на мезентерията под формата на млечен сок, т.нар. "Хилус". От съдовете на мезентерията хилусът влиза в кръвоносната система през лимфната система през гръдния канал.

След смилането на храната, съдържанието на липиди в кръвта се увеличава от приблизително 500 mg (на гладно) до 1000 mg на 100 ml плазма. Липидите в кръвта са смес от мастни киселини, неутрални мазнини, фосфолипиди (лецитин и кефалин), холестерол и холестеролови естери.

Разпределение.

Кръвта доставя липиди на различни тъкани на тялото и особено на черния дроб. Черният дроб има способността да променя мастните киселини, които влизат в него. Това е особено изразено при видовете, в които се съхраняват мазнини с високо съдържание на наситени или, напротив, ненаситени мастни киселини: в черния дроб на тези животни съотношението на наситени и ненаситени киселини се променя по такъв начин, че депонираните мазнини съответстват на мазнината, присъща на този организъм.

Мазнините в черния дроб се използват или за енергия, или се прехвърлят в кръвта и се доставят в различни тъкани. Тук те могат да бъдат включени в структурните елементи на тъканите, но повечето от тях се отлагат в депата за мазнини, където се съхраняват до появата на нужда от енергия; след това отново се прехвърлят в черния дроб и окисляват тук.

Липидният метаболизъм, подобно на въглехидратите, се регулира хомеостатично. Механизмите на хомеостаза, засягащи липидния и въглехидратния метаболизъм, очевидно са тясно свързани, тъй като забавящият се метаболизъм на въглехидратите повишава метаболизма на липидите и обратно.

Трансформации и употреба.

Четири-въглеродни киселини - ацетооцетна киселина (продукт на кондензация на две ацетатни единици) и b-хидроксибутир - и ацетон с три въглеродни съединения, образувани, когато един въглероден атом се разцепва от ацетооцетна киселина, са общо известни като кетонни (ацетон) тела. Обикновено кетоновите тела присъстват в кръвта в малки количества. Тяхното прекомерно образуване при тежък диабет води до увеличаване на съдържанието им в кръвта (кетонемия) и в урината (кетонурия) - това състояние се определя от термина "кетоза".

Протеини.

Засмукване.

При усвояването на протеини с храносмилателни ензими се образува смес от аминокиселини и малки пептиди, съдържащи от два до десет аминокиселинни остатъка. Тези продукти се абсорбират от чревната лигавица и тук хидролизата завършва - пептидите също се разпадат на аминокиселини. Аминокиселините, влизащи в кръвта, се смесват със същите намерени тук аминокиселини. Кръвта съдържа смес от аминокиселини от червата, образувани по време на разграждането на тъканните протеини и синтезирани отново от тялото.

Синтез.

В тъканите продължава разпадането на протеините и тяхната неоплазма. Аминокиселините, съдържащи се в кръвта, селективно се абсорбират от тъканите като изходен материал за изграждане на протеини, а други аминокиселини влизат в кръвта от тъканите. Не само структурните протеини, но и плазмените протеини, както и протеиновите хормони и ензими, са обект на синтез и разпад.

В един възрастен организъм, аминокиселините или протеините на практика не се съхраняват, следователно, отстраняването на аминокиселини от кръвта се извършва със същата скорост, както влизането им от тъканите в кръвта. В един нарастващ организъм се образуват нови тъкани и този процес консумира повече аминокиселини, отколкото влиза в кръвта поради разпадането на тъканните протеини.

Черният дроб участва в метаболизма на протеините по най-активния начин. Тук се синтезират протеини на кръвната плазма - албумин и глобулини - както и собствените ензими на черния дроб. По този начин, със загубата на плазмените протеини, съдържанието на албумин в плазмата се възстановява - поради интензивния синтез - доста бързо. Аминокиселините в черния дроб не се използват само за образуването на протеини, но също така се разграждат, по време на които се извлича съдържащата се в тях енергия.

Трансформации и употреба.

Ако аминокиселините се използват като енергиен източник, аминогрупата (-NH₂) се изпраща до образуването на карбамид и азот-свободният остатък на молекулата се окислява приблизително по същия начин като глюкоза или мастни киселини.

Така нареченият "орнитинов цикъл" описва как амонякът се превръща в карбамид. В този цикъл аминогрупата, отделена от аминокиселината под формата на амоняк, се прикрепя заедно с въглероден диоксид към орнитиновата молекула, за да се образува цитрулин. Цитрулинът добавя втори азотен атом, този път от аспарагинова киселина и се превръща в аргинин. След това, аргининът се хидролизира до образуване на урея и орнитин. Орнитинът вече може да влезе отново в цикъла и уреята се елиминира от тялото през бъбреците като един от крайните продукти на метаболизма. Виж също хормони; ензими; МАЗНИНИ И МАСЛА; NUCLEIC ACIDS; протеин; Витамини.

Leninger A. Основи на биохимията, том. 1-3. М., 1985
Streier L. Biochemistry, vol. 1-3. М., 1985
Мъри Р., Греннер Д., Мейс П., Родуел В. Човешка биохимия, том. 1-2. М., 1993
Alberts, B., Bray, D., Luce, D., et al., Molecular Cell Biology, vols. 1-3. М., 1994