Углеводный Обмен

Совокупность процессов превращения углеводов в организме. У. О. Включает след. Этапы. Расщепление углеводов корма и всасывание их в жел.-киш. Тракте. Превращения всосавшихся продуктов распада углеводов (синтез гликогена, превращения глюкозы и гликогена, сопровождающиеся освобождением энергии, превращения др. Продуктов У. О.). Выделение продуктов У. О. Из организма. Ферментативный распад полисахаридов корма начинается в ротовой полости под влиянием амилазы с образованием сложной смеси декстринов. Дальнейший распад углеводов продолжается в тонких кишках под влиянием амилазы и мальтазы поджелудочной железы с образованием моносахаридов (глюкоза, фруктоза, галактоза и др.). Всосавшиеся моносахариды в стенке тонких кишок подвергаются фосфорилированию и превращению в глюкозо-6-фосфат, поэтому в кровь поступает гл.

Обр. Глюкоза (после дефосфорилирования глюкозо-6-фосфата). Содержание глюкозы в большом круге кровообращения колеблется в норме у всех видов с.-х. Животных в очень небольших пределах, напр. У лошади от 55,0 до 95,0 мг%, у свиньи от 45,0 до 75,0 мг%. Поступление в организм углеводов в обильных кол-вах приводит к возрастанию уровня глюкозы только в крови воротной вены, т. К. Весь избыток глюкозы задерживается в печени, превращаясь в гликоген. Синтез гликогена в печени осуществляется ферментом гликогенсинтетазой через стадию образования уридинфосфатглюкозы. При недостатке сахара в крови и тканях происходит компенсаторное усиленное расщепление гликогена в печени при участии фосфорилазы. Образующаяся через стадию глюкозофосфорного эфира глюкоза переходит в кровь и с ней доставляется в ткани.

Использование гликогена и глюкозы как источников энергии (их окисление) происходит в анаэробных и аэробных условиях. Окисление углеводов в анаэробных условиях до пировиноградной или молочной к-ты, начинающееся с гликогена, носит назв. Глнкогенолиза, а начинающееся с глюкозы — гликолиза. Гликолз состоит из большого числа последовательных реакций (см. Схему 1). При гликогенолизе при участии фермента фосфорилазы происходит отщепление от гликогена одной молекулы глюкозы с образованием глюкозо-1-фосфата, к-рый под влиянием фермента фосфоизомеразы превращается в глюкозо-6-фосфат. При гликолизе под влиянием фермента глюкофосфокинезы происходит фосфорилиривание глюкозы с образованием также глюкозо-6 фосфата (1), при этом затрачивается 1 молекула АТФ.

Пол влиянием изомеразы глюкозо-6-фосфат превращается во фруктозо-6-монофосфат (2), к к-рому под влиянием фосфофруктокиназы переносится с АТФ ещё [еще] один фосфорный остаток с образованием фруктозо-1,6-дифосфата (3). Образовавшийся фруктозо-1,6-дифосфат при участии альдолазы расщепляется на 3-фосфоглице-риновый альдегид и фосфодиоксиацетон, к-рый легко изомеризуется в 3-фосфо-глицериновый альдегид (4). Последний при участии дегидрогеназы, кофермента НАД и свободной фосфорной к-ты окисляется с образованием 1,3-дифосфоглицернновой к-ты (5), к-рая при участии фосфоглицерокиназы передаёт [передает] 1 фосфатный остаток на АДФ с образованием 3-фосфоглицериновой к-ты (6) и АТФ. 3-фосфоглицериновая к та под влиянием фосфоглицеромутазы превращается в 2-фосфоглицериновую к-ту (7), к-рая при участии енолазы теряет молекулу воды и преобразуется в фосфоенолпировиноградную к-ту (8), отдающую фосфатный остаток на АДФ и превращающуюся в енолпировиноградную к-ту, к-рая при участии пируваткиназы переходит в пировиноградную к-ту (9).

Она за счёт [счет] окисления НАД-H2, образовавшегося в результате окисления фосфогдицерннового альдегида, восстанавливается в молочную к-ту (10). В тканях при достаточном снабжении кислородом образование молочной к-ты не происходит, т. К. Анаэробная стадия распада углеводов предшествует их дальнейшему аэробному распаду, при к-ром НАД-Н2 отдаёт [отдает] кислороду свой водород через цепь переносчиков, а пировиноградная к-та подвергается дальнейшему аэробному окислению. Окисление пировиноградной к-ты начинается с её [ее] окислит. Декарбоксилирования, катализируемого пируватдегидрогеназой. В результате декарбоксилирования образуется ацетил-КоА, к-рый подвергается дальнейшим превращениям в цикле трикарбоковых кислот, или цикле Кребса (схема 2).

Начальным этапом цикла является реакция конденсации ацетил-КоА (1) с щавелевоуксусной к-той (1) с образованием лимонной к-ты (2), к-рая подвергается дегидрированию с образованием цисаконнтоной к-ты (3). Присоединяя воду, последняя превращается в изолимонную к-ту (4), дегидрирование к-рой ведёт [ведет] к образованию щавелевоянтарной к-ты (5). Декарбоксилируясь, она превраща- ется в ##и-кетоглутаровую к-ту (6), к-рая вновь декарбоксилируется и превращается вначале в сукцинил-КоА (7), а затем в янтарную к-ту (8). Последняя, окисляясь, превращается в фумаровую к-ту (9). Присоединяя воду, она превращается в яблочную к-ту (10). Окисление последней ведёт [ведет] вновь к образованию щавелевоуксусной к-ты (11). В результате анаэробного и аэробного окисления углеводов до Н2О и СО2 в тканях освобождается в большом кол-ве энергия (689 ккал на 1 моль глюкозы).

Часть энергии накапливается в фосфатных связях АТФ. В энергетич. Отношении окислит, распад глюкозы более выгоден (на 1 молекулу глюкозы синтезируется 38 молекул АТФ), чем гликолиз (на 1 молекулу глюкозы синтезируется 2 молекулы АТФ, на 1 молекулу гликогена — 3). Но гликолиз играет большую роль в условиях недостаточного снабжения тканей кислородом и при быстром переходе органа от покоя к работе. В тканях существует ещё [еще] один путь распада углеводов — пентозный цикл, к-рый является строго аэробным и заключается в постепенном окислении глюкозо-6-фосфата до 3 молекул СО2 и фосфоглицеринового альдегида. При этом пути окисления глю-козо-6-фосфата образуется в качестве одного из промежуточных продуктов ри-бозо-5-фосфат, к-рый может быть использован для биосинтеза нуклеотидов.

Кроме регуляции на клеточном уровне, У. О. Находится под контролем ц. Н. С. И гормонов (адреналин, глюкагон, инсулин, кортикостерон, тироксин, гормон роста). Состояние У. О. Связано с содержанием в организме витаминов (никотиновая к-та, тиамин, пантотеновая к-та). Нарушение У. О. Проявляется кетозами , гипергликемией , гипогликемией , диабетом сахарным и др. См. Также Обмен веществ и энергии . Лит. Биохимия, под ред. Н. Н. Яковлева, 2 изд., М., 1974. Ленинджер А., Биохимия, пер. С англ., М., 1974..