Как белых крыс посадили на диету и заставили бегать!

В науке, что бы понять механизм того или иного процесса в
живой клетке используют эксперимент. В качестве участников —
кролики, белые крысы, мыши, собаки…

ЗАДАЧА:

Охарактеризовать механизмы реактивности организма, если известно, что контрольную группу белых крыс (группа 1 — питались нормально) и опытную (группа 2 — их оцениваем), которая находилась на диете с ограниченным содержанием витаминов, подвергают длительной нагрузке на тредбане (что-то типа беговой дорожки). Продолжительность бега в контроле составила 45 минут. Сахар крови повысился в 1,5 раза, концентрация пирувата увеличилась на 20%. Продолжительность бега у опытной группы животных составила 20 минут на фоне гипогликемии, концентрация пирувата составила 180% по отношению к норме.

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧИ

Основной источник энергии для нашего организма — АТФ.
Синтезируется она из поступающей в наш организм пищи.

Основной источник для ЦНС — глюкоза, которую мы получаем
с пищей растительного происхождения. Фрукты тоже вносят
свой вклад, но речь сейчас не о них, а о механизме
получения АТФ в общем.

ПУТЬ СИНТЕЗА АТФ

Углеводы, поступая в наш организм и проходя по желудочно-
кишечному тракту превращаются в тонкой кишечнике в глюкозу.
Далее эта глюкоза попадает в кровь, где её уровень становиться
выше, чем это нужно.

Под действием гормона поджелудочной железы — инсулина,
глюкоза проникает через клеточные мембраны клеток.
От инсулина зависят лишь 3 типа клеток — немного печень,
мышечные клетки и адипоциты — жировые клетки.

ГЛЮКОЗА В КЛЕТКЕ

Что бы глюкозу превратить в энергию природа придумала
уникальный механизм, которые протекает по цепочке.
Обычно его называют метаболизмом.
Смотрим на схему ниже.

Витамины и пируват.004

Так вот, глюкоза в клетке фосфорилируется (арест своего
рода — не сбежит), то есть присоединяет остаток фосфорной
кислоты — так предотвращается её выход из клетки обратно
в кровь.

Далее, внутри клетки фосфорилированная глюкоза вступает
в аэробный гликолиз — по сути это 10 последовательных
биохимических реакций, целью которых является разрушить
глюкозу до еще более мелкой молекулы — пирувата.

Пируват — это две половинки глюкозы. Происходит это все
внутри клетки — в цитозоле.

ВАЖНЫЙ МЕХАНИЗМ НА ПУТИ ОБРАЗОВАНИИ АТФ

Далее пируват должен проникнуть в митохондрию при помощи
специальной «челночной» (транспортной) системы со сложным
названием (пируватдегидрогеназный комплекс). Этот сложный
комплекс включает в себя 3 фермента и 5 коферментов.

Витамины и пируват.005

[2] Среди компонентов данной системы четыре витамина,
которые человек должен получать с пищей:

  • Тиамин (витамин В1)
  • Рибофлавин (витамин В2)
  • Ниацин (витамин В3, он же РР, он же никотинамид)
  • Пантотенат (витамин В5)

Следует упомянуть так же липовую кислоту — пятый кофактор.

Наличие этих составляющих позволяет пирувату вступить в
реакцию (окислительное декарбоксилироание) превратиться
в Ацетил-КоА и внутри уже митохондрии вступить в цикл Кребса.

В результате цикла Кребса наш организм получает необходимую
ему энергию АТФ.

Цикл Кребса называют «общим метаболическим котлом» и не
зря — в этот запущенный углеводами цикл могут прийти
аминокислоты и жирные кислоты, что бы стать дополнительным
источником АТФ в случае такой необходимости.

ПОЧЕМУ БЕЛЫЕ КРЫСЫ НЕ СМОГЛИ ПРОБЕЖАТЬ?

Так как белые крысы находились на диете с ограничением
витаминов, то становится очевидным, что основной путь,
дающий АТФ просто напросто не работал на полную мощность.

Смотрите схему ниже.

Витамины и пируват.006

Так, как нет витаминов, пируват не может превращаться в
ацетил-КоА, а следовательно АТФ синтезируется крайне мало.
Анализ крови крыс показал, что уровень пирувата превышен
на 180% — по сути до пирувата глюкоза в реакцию вступала,
а дальше уже процесс не работал.

Цепочка: Витаминов нет, глюкоза расщепляется до пирувата, а дальше реакции не идут — витаминов нет.

Отсюда много пирувата — гипоксия, ибо клеткам неоткуда взять АТФ.

В этом и есть роль витаминов в нашем организме.

ЧТО ЕЩЕ ГОВОРИТ НАУКА:

При недостаточном содержании в диете входящих в состав
пируватдегидрогеназного комплекса (челнок для пирувата)
витаминов, в первую очередь тиамина (витамин В1), тогда
активность фермента (челнока) снижается.

Это приводит к накоплению в крови тканях пирувата и лактата
(молочная кислота) и развитию метаболического ацидоза. При
выраженном дефиците тиамина (витамина В1) развивается
некомпенсированный ацидоз, который без лечения приводит
к летальному исходу. [3]

ПРЕОБЛАДАНИЕ УГЛЕВОДОВ В ПИЩЕ

Преобладание углеводов в пище повышает потребность организма
в витамине В1; жиры наоборот, резко уменьшают эту потребность. [2]

Вполне логично, ведь что бы эти углеводы превратить в процессе
метаболизма в АТФ, для этого нужны витамины и группа В здесь
играет одну из важных ролей.

Пейте витамины и будьте здоровы, друзья. Поделитесь этой статьей с друзьями.

При написании статьи мною были использованы учебники:

[1] «Основы биохимии Ленинджера», Д. Нельсон, М. Кокс. Том 2;
[2] «Биохимия» под редакцией Е. С. Северина;
[3] «Биологическая химия» под редакцией А. Д. Тагановича.

Евгений Паньшин
Студент ТюмГМУ «Лечебное дело».

Понравилась статья?

Тогда, пожалуйста, сделайте следующее…

1. Поставьте «лайк» в вашей социальной сети.
2. Сделайте ретвит.
3. Поделитесь этой статьей с друзьями в социальных сетях.
4. И конечно же, оставьте свое мнение ниже, в комментариях 😉
5. Подпишитесь на новости моего сайта и я буду присылать вам уведомления о новых статьях.

 

P.S. В октябре я провожу авторский вебинар по теме составление плана питания.

Хотите стать мастером по составлению правильных рационов питания — приходите.

Тем более, что скидка сейчас более 50% на все виды участия.

334

Статьи по теме:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *