Взаимосвязь углеводного и липидного обмена

Углеводы в значительной степени могут превращаться в жиры при избыточном потреблении с пищей, а жиры могут использоваться для новообразования глюкозы и восполнения гликогена только при недостатке углеводов. Их обмены связаны такими общими промежуточными метаболитами, как глицерин, пировиноградная кислота и ацетил-КоА.

Глицерин образуется при обмене углеводов в гликолитической фазе окисления глюкозы в виде фосфоглицеринового альдегида и может использоваться как исходный компонент синтеза жиров (рис. 102). Образуется он также при распаде нейтральных жиров, фосфолипидов и, превращаясь в фосфоглицериновый альдегид, может включаться в процесс синтеза глюкозы. Вторым промежуточным метаболитом, используемым для биосинтеза как углеводов, так и жиров, является пировиноградная кислота. Однако основным исходным соединением, используемым в тканях при взаимопревращении углеводов и жиров, является ацетил-КоА. Молекулы ацетил-КоА образуются из пировиноградной кислоты при аэробном окислении углеводов и распаде жирных кислот. Из них могут синтезироваться как жиры, так и углеводы. В процессе новообразования глюкозы ацетил-КоА активирует ферментативное превращение пировиноградной кислоты в фосфоэнолпировиноградную кислоту с участием щавелевоуксусной кислоты.

Новообразование глюкозы из продуктов распада жиров происходит при снижении ее уровня в крови, например при длительных физических нагрузках или голодании. На резкое снижение глюкозы в крови особенно остоо реагирует мозг, для которого глюкоза является основным энергетическим субстратом. Для предотвращения развития гипогликемической комы включаются адаптационные регуляторные механизмы восстановления уровня глюкозы из неуглеводных компонентов и подавляются процессы превращения ее в жирные кислоты и аминокислоты. Важную роль в этих процессах играет печень, регулирующая уровень глюкозы в крови, что будет рассмотрено ниже.

Превращение углеводов в жиры можно рассматривать как запасание энергии, которая будет освобождаться при окислении жиров. Известно, что в состоянии относительного покоя, при длительной физической работе, голодании в печени, скелетных мышцах и сердце важными энергетическими субстратами являются свободные жирные кислоты и кетоновые тела. При этом используются продукты распада жирных кислот — кетоновые тела, которые образуются в печени, а утилизируются в мышцах и других тканях, в том числе и в мозге при длительном голодании. Таким образом организм регулирует необходимое количество энергетических резервов и использует разные источники энергии в зависимости от условий среды, а также осуществляет перераспределение энергетических источников между отдельными органами.