IV. Утворення і функції лимонної кислоти в організмі
Висока рухливість обмуну амінокислот, вуглеводні залишки яких утворені в процесі дезамінування і трансамінування, включаються в цикл трикарбонових кислот на етапі α-кетоглутарата, змінюючи направлення використання ПВК не знижуючи рівня циркулюючих в цьому циклі дикарбонових кислот. В таких умовах пригнічується обмін ліпідів, що знижує потребу організму в кисні. Функцію перерозподілу ацетил-КоА, що утворився при декарбоксилюванні ПВК, на шлях окиснення або синтезу жирних кислот виконує цитрат-синтетаза, що каталізує утворення лимонної кислоти в реакції конденсації його з щавлевооцтовою кислотою. Перетворення лимонної кислоти може проходити двома шляхами:
1. в мітохондріях вона піддається окисненню в циклі трикарбонових кислот до кінцевих продуктів
2. проникає через мембрану мітохондрій в цитоплазму, де під впливом цитрат-ліази розщеплюється на ЩОК і ацетил-КоА, який тут використовується в процесі синтезу жирних кислот.
Зміна вмісту лимоної кислоти при гіпоксії
При гіпоксії спостерігається зниження вмісту лимонної кислоти в тканинах. Однією з причин зниження вмісту лимонної кислоти обумовлено зміною направлення використання ПВК. Гіпоксія активує реакцію переамінування пірувату з глутаматом, що каталізується ГПТ. Відповідно значна чатина пірувату переключається на ці реакції. Зниження концентрації лимонної килоти в тканинах при гіпоксії обумовлено рівнем високомолекулярних жирних кислот. Встановлено, що активність цитрат-синтетази інгібується КоА-похідним високомолекулярних жирних кислот, а їх концентрація при гіпоксії збільшується. Таке підвиення обумовлено нестачею кисню, участь якого необхідна на першій стадії окиснення жирної кислоти. Зниження вмісту лимонної килоти в тканинах під впливом гіпоксії не сприяє утворенню жирних кислот і жиру, так як цитрат є перенощико ацетил-КоА із мітохондрій в цитоплазму, де і проходить синтез жирних кислот. Така реакція організму направлена на зменшення витрачання кисню за рахунок обмеження інтенсивності утворення жиру. Крім того – обмін ліпідів трудоємна діяльність для організму, що потребує значних затрат кисню. При гіпоксії виникає потреба в обмеженні ліпідів і тому, що жирні кислоти володіють властивістю поверхневоактивних речовин, порушуючи проникність мембран спричиняють загибель клітини.
V. Співвідношення інтенсивностей білкового та ліпідного обмінів, в умовах стійкості до дефіциту кисню
Основне навантаження інтенсивності реакції циклу три карбонових кислот падає на дикарбонову його частину. Щоб бути окисненими, жирні кислоти повинні синтезуватися в депонований жир, і тільки після його гідролізу утворюються жирні кислоти, які можуть окислюватися. Цей процес потребує великої кількості кисню. Окислюються і амінокислоти, утворюючись при розкладі білка в процесах його відновлення. З амінокислот, що утворилися при розкладі білка, при нестачі незамінних амінокислот de novo вони не утворюються, тобто чим інтенсивніше окислення тим вища потреба в амінокислотах, і тим активніше їх окислення через це інтенсивність реакцій в яких приймає участь глутамінова кислота свідчить, мабуть, не двостороння інтенсивність використання вуглецевих залишків амінокислот в циклі три карбонових кислот, а від інтенсивності відновлення обміну білка
VI. Зміна обміну речовин
Зміна обміну речовин раніше всього виникає в сфері вуглеводного та енергетичного обміну, тісно пов’язаних з біологічним окисленням. У всіх випадках гіпоксії первинним зсувом є дефіцит макроергів, що виражено в зменшенні вмісту АТФ в клітинах при одночасному збільшенні концентрації продуктів його розпаду – АДФ , АМФ та неорганічного фосфату (фн). Характерним показником гіпоксіїслужить збільшення так званого потенціалу фосфорилювання
АДФ*ФН
АТФ
В деяких тканинах ще більш ранньою ознакою гіпоксії є зменшення вмісту креатин фосфату. Так, після повної зупинки кровопостачання мозкова тканина уже через декілька секунд втрачає біля 70 % креатинфосфату, а через 40-45 сек ., він повністю зникає; дещо пізніше, але за короткий час падає вміст АТФ. Ці зсуви обумовлені відставанням утворення АТФ від його витрачання в процесах життєдіяльності і виникають тим легше, ніж вища функціональна активність тканини. Наслідком вказаних зсувів є посилення гліколізу, а також в зв’язку з випаданням інгібуючої дії АТФ на ключові ферменти гліколізу, в результаті активації останнього продуктами розпаду АТФ . Посилення гліколізу призводить до зниження кількості глікогену, і до збільшення концентрації пірувату і лактату. Значному підвищенню кількості молочної кислоти сприяє сповільненому включенні її в подальше перетворення в дихальному ланцюгу та ускладнення процесів ресинтезу глікогену, що проходять в нормальних умовах з споживанням АТФ. Недостаток окисних процесів веде за собою ряд порушення інших обмінних процесів. Сповільнюється інтенсивність обміну фосфопротеїнів та фосфоліпідів, знижується вміст в сиворотці крові основних амінокислот, збільшується в тканинах вміст аміаку, падає рівень глютаміну, виникає від’ємний азотистий баланс. В результаті порушення ліпідного обміну розвивається захворювання гіперкетонемія, з сечею виділяються ацетон, ацетоноцтова та бета-оксимасляна кислоти. Порушується обмін електролітів, і в першу чергу процеси активного переміщення розподілення йонів на біологічних мембранах; зростає кількість позаклітинного калія. Порушуються процеси синтезу та ферментативного розкладу основних медіаторів нервового збудження, їх взаємодія з рецепторами та ряд інших важливих метаболічних процесів, що протікають з використанням енергії макроергічних зв’язків. Виникають також вторинні порушення обміну речовин, пов’язані з електролітними , гормональними та іншими зсувами характерних для гіпоксії.