Регулфяция метаболизма - Ньюсхолм Э.
Скачать (прямая ссылка):
ствительно, было показано, что для сердечной мышцы кетоновые тела являются более предпочтительным субстратом окисления, чем жирныр кислоты ['19, 20]. Однако при мышечной активности (при расширении сосудов) диффузионный путь для жирных кислот существенно укорачивается. Поэтому скорость утилизации жирных кислот, а следовательно, л способность их как субстрата конкурировать с глюкозой должны при физической нагрузке возрастать.
2. УТИЛИЗАЦИЯ КЕТОНОВЫХ ТЕЛ МОЗГОМ
В работе Кахилла, Оуэна и сотр. показано, что у людей при длительном голодании кетоновые тела могут в значительной мере заменять глюкозу, выступая в качестве субстрата дыхания в мозге (см. также гл. 6). Этот вывод базируется на двух группах фактов. Были проведены прямые исследования на людях с ожирением, подвергавшихся в течение 5—6-недельного периода лечению голодом [21]. Трем таким больным в сосуды мозга вводили катетер и регистрировали артерио-венозную разницу в содержании глюкозы, кетоновых тел, жирных кислот, лактата, пирувата, кислорода и двуокиси углерода. Вычисленная на основе полученных в этом исследовании результатов скорость окисления глюкозы в мозге составляла 24 г/день (при содержании на нормальном рационе она достигала 120 г/день), а кетоновых тел — 37 г/день. Это сопоставимо с результатами исследования, проведенного у людей натощак (с вечера до утра), у которых более 90% энергетических затрат мозга восполнялось за счет окисления глюкозы (табл. 46). Косвенная оценка скорости утилизации глюкозы в мозге при голодании может быть проведена по скорости потребления предшественников глюкозы печенью и почками (гл. 6, разд. А.2.6.1). В соответствии с этой оценкой при длительном голодании за день в мозг попадает максимально 33 г глюкозы, что вполне согласуется с величиной 24 г/день, вычисленной при измерении артерио-венозной разницы. Таким образом, потребление глюкозы в мозге при длительном голодании снижается, по-видимому, примерно до 25% (табл. 46), и в этих условиях кетоновые тела служат для мозга основным источником энергии.
Эти выводы, сделанное на основе исследования окислительного обмена в мозге у людей, находят подтверждение и в результатах изучения метаболизма кетоновых тел в мозге крыс. Методом катетеризации in. situ измеряли скорость потребления глюкозы и кетоновых тел в мозге крыс. При этом было установлено, что .при голодании (или после введения -кетоновых тел сытым животным) около 20% потребленного
Таблица 46
Оценка энергетических (ккал) запасов в организме человека и ежедневного их расходования в различных тканях при голодании в течение 12 ч, 8 и 40 дней [38]
Голодание в тече Голодание в тече Голодание в тече
ние ночи ние 8 сут ние 40 сут
Энергетические запасы организма
к концу периода голодания
.Жиры 100 000 88000 42000
Углеводы 680 380 380
Белки 25 000 23 000 18 500
Всего: 125 680 111 380 60 380
Ежедневный расход
(последний день периода голодания)
Жиры 1200 1400 1350
Углеводы 200 0 0
Белки 300 200 75
Всего: 1700 .1600 1425
Потребление запасов в тканях
.Мозг: Глюкоза 400 100---150 50---75
Кетонсшые тела 50 300---350 375---400
Мышцы 1250 1150 975
Всего'. 1700 1600 1425 .
кислорода может расходоваться на метаболизм кетоновых тел в мозге. Введение кетоновых тел кормленым крысам (их-KOit-центрадия достигала 2 мМ) приводило к такому увеличению скорости их окисления, которое соответствовало скорости их метаболизма после 48 ч голодания ['22]. Были проведены исследования активности ферментов, участвующих в метаболизме кетоновых тел в мозге (3-оксибутиратдегидрогеназы; 3-кетокислота-КоА — трансферазы и ацетоацетил-КоА — ти--олазы). Оказалось, что активность этих ферментов в мозге и человека, и крысы достаточно высока, чтобы обеспечить наблюдаемую in vivo скорость потребления кетоновых тел (табл. 47) [23].
Исследования, проведенные на крысах, указывают, что после 48- или даже 96-часового голодания окисление кетоновых тел может обеспечивать лишь 20% энергетической потребности мозга [22]. Вместе с тем у лиц с ожирением при длительном голодании 75% энергетических затрат мозга восполняется за счет потребления кетоновых тел. Причины этих видовых различий неизвестны. Активность ферментативных систем, участвующих в метаболизме кетоновых тел у крыс, при голодании не возрастает. Поэтому повышение ско-
А. Активность ферментов, участвующих в метаболизме кетоновых тел в мозге человека и крысы [39]1
4 Активность, мкмсяь/мнн на 1 г
Фермент сырого веса при 25 °С
мозг человека мозг крысы
(кора) (суммарно)
3 - оксибутир ат---дегидрогеназ а 0,31 0,57
