Изменения обменных процессов при алкоголизме
Метаболизм этанола на 90% происходит в печени. Превращение этанола включает две реакции дегидрирования с образованием ацетил – СоА и его последующее окисление в цикле Кребса:
|
|
|
|
|
|
CH3-CH2-OH CH3-C-H CH3-C-OH
Первая реакция дегидрирования протекает в цитозоле при участии NAD+ - зависимого фермента алкогольдегидрогеназы. Этот фермент содержится в основном в печени (95%), а также в других органах (мозге, почках, кишечнике). Последующее окисление ацетальдегида катализируется ацетальдегиддегидрогеназой. Продуктом реакции является уксусная кислота, которая далее превращается в ацетил – СоА при участии ацетил – СоА-синтетазы, СоА-SН и АТР. Затем ацетильный остаток включается в цикл Кребса или используется для синтеза жирных кислот, жиров, холестерина.
Частично окисление этанола протекает под действием микросомальных ферментов окисления. Для окисления суточной нормы углеводов (500 г) требуется такое же количество NAD+, как для окисления 125 г этанола.
При алкоголизме происходит накопление жира в печени, развивается гиперлипидемия, приводящая в конечном счете к циррозу печени. Имеются убедительные данные о том, что усиливается синтез триацилглицерола в печени, уменьшается окисление жирных кислот и снижается активность цикла Кребса. Это обусловлено, по-видимому, образованием избыточного количества NADH.
Образовавшийся NADH конкурирует за дыхательную цепь с восстанавливающими эквивалентами других соединений, ингибируя их окисление. При увеличении соотношения [NADH]/[NAD+]происходит сдвиг влево в равновесии малат Û оксалоацетат, это может снизить активность цикла Кребса. Суммарным результатом ингибирования окисления жирных кислот является усиление этерификации жирных кислот с образованием триацилглицеридов, что, по-видимому, и является причиной жирового перерождения печени. Другие аспекты действия алкоголя – усиление липогенеза и синтез холестерола из ацетил – СоА.
Увеличение соотношения [NADH]/[NAD+] приводит также к увеличению соотношения [лактат]/[пируват], в результате чего развивается гиперлактатемия, которая в свою очередь снижает способность почек экскретировать мочевую кислоту.
Возможно, именно это обстоятельство является причиной обострения подагры при употреблении алкоголя. Кроме того, снижается скорость глюконеогенеза в печени, поскольку концентрация пирувата в клетках и крови уменьшается, а предшественником глюкозы служит пируват. Так как глюконеогенез – один из источников глюкозы в крови, то возникает гипоглюкоземия.
Вопросы для самоконтроля усвоения темы
1. Перечислите уровни взаимосвязи обменных процессов в организме.
2. Объясните, каким образом геном клетки обеспечивает интеграцию протекающих в ней метаболических процессов.
3. Укажите, в чем состоит интегрирующая функция клеточных мембран.
4. Сформулируйте принцип энергетического сопряжения метаболических путей в клетке.
5. Поясните, в каком случае два или более метаболических путей будут связаны друг с другом.
6. Приведите 3-4 примера узловых метаболитов. Какие метаболические пути они связывают между собой?
7. Приведите схему, иллюстрирующую пути образования и пути использования пирувата в клетках.
8. Объясните, как можно подтвердить возможность использования углеродного скелета глюкозы для синтеза углеродного состава аминокислот.
9. Перечислите узловые метаболиты, связывающие метаболический путь окислительного расщепления глюкозы с путем синтеза триацилглицеринов в клетке.
10. Назовите 4-5 глюкопластических (гликогенных аминокислот).
11. Объясните, почему липиды не могут обеспечить достаточный уровень синтеза заменимых аминокислот в клетках даже при достаточном количестве в них аминного азота.
12. Перечислите группу метаболических путей, входящих в систему центральных метаболических путей.
13. Укажите биологическую роль центральных метаболических путей.
14. Назовите 3 необратимых по термодинамическим причинам реакции, входящих в систему центральных метаболических путей.
15. Приведите схему глюкозо-лактатного цикла в качестве примера межорганных метаболических связей.
16. Объясните, почему при сахарном диабете в крови повышено содержание высших жирных кислот и ацетоновых тел.
17.Можете ли вы объяснить, почему при стероидном диабете (состояние, обусловленное гиперпродукцией глюкокортикоидов) содержание мочевины в суточном количестве мочи увеличено?
Что является причиной жирового перерождения печени при алкоголизме?