Взаимосвязь обменов в организме. Патохимия сахарного диабета
Курсовой проект - Биология
Другие курсовые по предмету Биология
мпературы тела. Все виды мембран (клеточные и органоидные) построены однотипно, облигатным компонентом является билипидный слой, включающий холестерин и различные фосфолипиды. Особую роль - изолятора - выполняет холестерин, входя в состав миелиновых оболочек. Находясь в коже, он преобразуется в холекальциферол (витамин D); в коре надпочечников и в половых железах из него синтезируются соответствующие гормоны (схема 5).
Нервная ткань в отличие от многих других, построена в основном из специфических, сложных по структуре липидов. Интересно, что половина высших жирных кислот фосфолипидов мембран обязательно полиненасыщеннная, что сказывается на свойствах этого органоида (текучесть и проницаемость). Мало того, такие ВЖК очень чувствительны к действию различных радикалов, в первую очередь, активных форм кислорода (АФК): супероксида аниона О2 .- , пероксида водорода, радикала гидроксила, которые индуцируют перекисное окисление липидов (ПОЛ), что является причиной развития многих патологических состояний. Однако звенья этого процесса используются организмом в самообновлении мембран, в работе фагоцитов, в синтезе БАВ.
Схема 4. Взаимосвязь липидного обмена с другими видами обменов
Особая роль среди полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК) принадлежит арахидоновой кислоте, из которой в клетках различных органов и тканей осуществляется генез биологически активных веществ: простагландинов, лейкотриенов, тромбоксанов, простациклинов.
Вообще следует отметить, что в отличие от углеводов, все необходимые представители которых способны синтезироваться в организме, часть ПНЖК принадлежит к незаменимым, жизненно необходимым, поэтому их объединяют под термином витамин F .
Катаболическая фаза для большинства липидов также складывается из трёх стадий. Если молекула липида состоит из двух и более компонентов, то она гидролизуется, затем продукты подвергаются специфическому распаду. Высвобождающийся глицерин фосфорилируется и окисляется до дигидроксиацетонфосфата или в его изомер - ГА-3-Ф, которые вступают в гликолиз, повторяя судьбу глюкозо-6-фосфата.
Высшие жирные кислоты, точнее их активные формы (ацил-КоА), попадая в митохондрии клеток, служат субстратами ?-окисления, конечным продуктом которого является ацетил-КоА, сгорающий в цикле трикарбоновых кислот (схема 4).
Схема 5. Пути использования эфиров холестерина в клетке
Схема 6. Пути использования ацетил-КоА в зависимости от скорости распада глюкозы: а - в норме; б - при замедлении окисления моносахарида
Как известно, основными энергоисточниками в клетках являются глюкоза и высшие жирные кислоты, но последние для своего полного распада (до углекислого газа и воды) требуют больших количеств кислорода, что, естественно, затрудняет этот процесс (отсюда понятно, почему пополнев, трудно похудеть). Но с такой целью могут использоваться так называемые кетоновые тела (ацетоуксусная, ?-оксимасляная кислоты). В физиологических условиях их основная масса образуется в печени из ацетил-КоА в том случае, если меняется молярное соотношение между последним соединением и оксалоацетатом (схема 6).
Основные поставщики ацетил-КоА - глюкоза и высшие жирные кислоты, а ОА образуется, в первую очередь, из глюкозы. Поэтому, когда подавляется расщепление этого моносахарида, например, при сахарном диабете, уменьшается синтез оксалоацетата, что замедляет его взаимодействие с ацетил-КоА, и последний конденсируется в ацето-ацетат (схема 6).
Следует отметить, что субстратом в генезе холестерина и ВЖК тоже служит ацетил-КоА, только данное вещество используется на эти цели тогда, когда угнетается его распад в ЦТК. Подобная ситуация возникает в тех условиях, когда в результате работы цикла Кребса и связанного с ним биологического окисления и окислительного фосфорилирования образуется много молекул АТФ. Избыток последних ингибирует дальнейшее преобразование цитрата в цикле лимонной кислоты, он выходит из митохондрий, распадается на исходные составные части. При этом высвобождается ацетил-КоА, который конденсируясь, и дает или ВЖК, или холестерин (схемы 4, 7). Особую роль в синтезе этих соединений играет НАДФН+Н+, источником которого служит только пентозофосфатный путь окисления глюкозы (схема 2).
Мало того, в жировой ткани накопление нейтральных жиров определяется достаточным количеством моносахаридов (схема 7). Как видно из схемы оба компонента нейтрального жира: и ВЖК, и глицерол-1-фосфат - образуются из фосфорилированной глюкозы.
Если в липоцит и попадёт глицерин, он не способен участвовать в генезе ТАГ-ов, так как в этих клетках отсутствует глицерокиназа - фермент, активирующий данный спирт, без чего последний не может вступать в реакции. Кроме того, цитоплазматический ацетил КоА используется в различных реакциях ацетилирования с образованием ацетилхолина, ацетилглюкозамина и других производных моносахаридов - составных частей гетерополисахаридов.
Особая роль в жизнедеятельности организма принадлежит перекисному окислению липидов. Как уже отмечалось, его индукторами служат АФК (см. выше), которые могут генерироваться и в небольших количествах и в физиологических условиях. При гипероксии, гипоксии, действии различных лучей (рентген,- ультрафиолетовых, инфракрасных и т.д.), токсинов и других факторов уровень активных форм кислорода будет расти. Их называют радикалами за счёт наличия неспаренного электрона. Активность липопер