дролиза аргинина до мочевины — конечного продукта метаболизма аминосоединений в организме человека. Глутатионпероксидаза — фермент, который совместно с три-пептидом — глутатионом защищает клетки от разрушительного действия перекиси водорода. Его активный центр содержит фрагмент селеноци-стеина. Ксантиноксидаза катализирует окисление пуринов до мочевой кислоты.

1-З.Д. Углеводы, липиды

Основное количество энергии, получаемой организмом в пище, сосредоточено в углеводах — сахаре, крахмале При этом крахмал и гликоген представляют собой полисахариды, образованные из повторяющихся остатков D-глюкозы и являющиеся ее временными депо. Выделяют три основных класса углеводов — моносахариды (чаще всего D-глюкоза), олигосахариды (сахароза-D-глюкоза и D-фруктоза. соединенные ковалентной связью), полисахариды (сотни и тысячи моносаха-ридных единиц). Наиболее важные полисахариды — крахмал (в растениях), гликоген (вживотных) содержатся внутри клеток в виде кластеров или гранул. Крахмал — это смесь двух полимеров глюкозы - а-амилозы и «-аминопектина. Первый состоит из длинных, неразветвленных цепей, второй — сильно разветвлен. Гликоген — основной резервный полисахарид в клетках животных, сильно разветвлен, содержится преимущественно в печени и, в меньшей степени, в скелетных мышцах. И крахмал, и гликоген расщепляются амилазами до D-глюкозы Гликоген в клетках животных расщепляется и другим ферментом — гликогенфос-форилазой до глюкозо-1 '-фосфата. Клетки тканей животных окружены не жесткой клеточной стенкой, а мягкой, гибкой клеточной оболочкой, состоящей из олигосахаридов. Клетки, выстилающие кишечник, окружены гликопротеиновой (гликопротеины — белки, содержащие ковален-тно-присоединенные углеводы) или гликолипидной оболочкой. Гликоп-

1-3. Некоторые проблемы биохимии

109

роте ин — гликофорин присутствует в мембране эритроцитов, а фибро-не ктнн способствует связыванию клеток друг с другом. Присоединяясь к белкам, полисахариды образуют так называемые протеогликаны, заполняющие межклеточное пространство большинства тканей Протеогликаны находятся в хрящах, сухожилиях, коже и синовиальной жидкости, представляют собой смазку между суставами. Из важных гликозоаминогликанов отметим гепарин, выстилающий стенки артерий и являющийся сильнейшим ингибитором свертывания крови, предотвращающим образование тромбов. Гепарин используется в медицине для предотвращения свертывания крови при приступах стенокардии и для ингибирования свертывания донорской крови.

Не только углеводы, но и липиды (в первую очередь наиболее распространенные — жиры или триглицериды) являются .топливом* для большинства организмов, т.е. теми соединениями, которые создают энергетический запас организма. Именно в жирах запасается большая часть химической энергии, выделяемая затем в ходе химической реакции. Жиры — наиболее распространенные липиды, содержащие остатки многоуглеродных жирных кислот' насыщенных — стеариновой (Clg) и пальмитиновой (С1Ь) или ненасыщенной — олеиновой (С,в) кислоты. сн2—о—со—R

СН_0-С0—R Жиры (триацилггнцерины)

I R= остаток многоуглеродной кислоты

СН;—О—СО—R

В большинстве клеток триацилглицерины находятся в цитозоле (непрерывная водная фаза цитоплазмы). Они запасаются в специализированных клетках соединительной ткани животных (адилоцидах или жировых клетках) и на единицу веса в жирах запасается вдвое больше

энергии, чем в углеводах.

Упомянем и другие типы липидов — воска, являющиеся сложными эф и рам и длинноцепочечных кислот и спиртов, фосфолипиды — основные липидные компоненты мембран. К фосфолипидам относятся фосфоглицериды, производные фосфатидной кислоты — фосфати-дилэтаноламин и фосфатидилхолин.

Н3С—(C^luCCCCHjCHOCOtCH^CH^HlCHjlsCHa

о—Р—о О"

фосфатидная кислота

Глава I. Общие и теоретические проблемы фармакологии

и и НаС—(С HjJrr^-OCHj—С Н-О-С1—{CHjfc-C-CH—(CHj)5—С Нэ

СН, i о °-pi-OR О"

R=CHjCHj№H3 — Фосфадитилэтаноламин R=CHjCH2N'Me3 — Фосфадитилхолин

Важными компонентами мембран являются сфинголипиды, главный структурный элемент которых — сфингозин.

н,Ис,%ГусР

н,д-он н

NH,

он

Сфингозин

>ж,со(сн^7снк;н-(сн3),сн,

H,c^"^fYc4c,ei%H?vs

он о Ыз г

Сфингоемилин

(находится в большинстве мембран, особенно нервных клеток)

В широком смысле к липидам относят любые природные вещества, извлекаемые из тканей неполярными органическими растворителями, такими как бензол, диэтиловый эфир, хлороформ. Поэтому к липидам относят и стероиды (например холестерин), и терпены — органические соединения общей формулы (C5Hg)n, например, а-терлинен (л-мен-тадиен-1,3).

HjCHjCHjCHICHgb

а-Терпинен Холестерин Ряд липидов образует комплексы со специфичными белками — липопротеины, которые классифицируются по величине плотности содер-

1-3. Некоторые проблемы биохимии

iii

жащей их плазмы крови, которая варьирует в зависимости от количества пипидов. Важная медицинская характеристика: высокое содержание пипопротеинов низкой плотности (ЛПНП) (плотность 1,00-1,06 г/мл) при низком содержании липопротеинов высокой плотности (ЛПВП) (плотность 1,06-1,21 г/мл) — фактор возникновения атеросклероза — заболевания, протекающего с образованием обильных отложений холе-с герина и его эфиров на внутренней поверхности кровеносных сосудов — отсюда ограничение кровотока через сосуды мозга и сердца, что может приводить к инфаркту миокарда или инсульту.

1-3.Е. Метаболизм

В живых клетках протекает огромное число ферментативных процессов, которые объединены общим понятием метаболизм. Выше (см. 1-2.Г) мы довольно подробно обсуждали процессы, связанные с метаболизмом лекарственных веществ в живом организме, поиск специфических лекарств-антиметаболитов, то есть, соединений, конкурирующих с природными метаболитами при связывании с различными ферментами. В настоящем кратком обзоре рассмотрим некоторые общие проблемы, связанные с функциями и стадиями метаболизма, типом усвоения питательных веществ и деградации макромолекул и других органических веществ. Итак, клеточный метаболизм — это система ферментативных превращений и не только веществ, но и энергии, в результате которых осуществляется биосинтез живой материи. Продукты последовательных превращений, объединяемых в метаболический путь можно представить схемой:

Исходное Ферментд Фврмяктт^ с ФерментZfc р ^ > ^Конечный сое дина нив продукт

продукты.А, В, С и конечный продукт называются метаболитами, а в наиболее используемом значении термин «метаболизм» равнозначен термину «обмен веществ и энергии». Функции метаболизма могут быть сведены к следующему: 1) Преобразование химической энергии в другие ее виды для осуществления различных трансформаций веществ, поступающих в организм с пищей или улавливаемой энергии солнечного света; 2) Превращение пищевых веществ в исходные соединения для построения макромолекул; 3) Сборка белков, полисахаридов, липидов, нуклеиновых кислот и других макромолекул; 4) Синтез и разрушение биомолекул, выполняющих те или иные функции в клетке.

112

Глава I Общие и теоретические проблемы фармакологии

Две гл