Гормональный сдвиг и первая фаза (до 24 часов)
Уже в течение первых суток постабсорбтивного периода метаболизм начинает кардинально меняться. Главный пусковой фактор — резкое снижение инсулин-глюкагонового индекса. Концентрация инсулина падает в 10–15 раз, а уровень контринсулярных гормонов (глюкагона и кортизола) возрастает.
Эти гормональные изменения через аденилатциклазную систему активируют в адипоцитах сАМР-зависимую протеинкиназу А. Она фосфорилирует и включает гормон-чувствительную ТАГ-липазу, запуская активный липолиз.
Итоги первых суток:
- Запасы печеночного гликогена полностью истощаются.
- Уровень глюкозы падает до нижней границы нормы (около 60 мг/дл).
- Стартует ускоренный глюконеогенез — синтез глюкозы de novo из аминокислот и глицерола.
Вторая фаза: межорганный обмен (до одной недели)
Гликогена больше нет, и организм вынужден решать две задачи: поддерживать нормогликемию для глюкозозависимых тканей (мозг, эритроциты) и найти альтернативное топливо для остальных органов. Катаболизм преобладает над анаболизмом.
- Жировая ткань массово мобилизует триацилглицеролы (ТАГ). Жирные кислоты и глицерол выходят в кровь.
- Скелетные мышцы активно окисляют жирные кислоты до Ацетил-КоА. Параллельно разрушаются мышечные белки — аминокислоты транспортируются в печень. Синтез белков остановлен.
- Печень забирает свободные жирные кислоты и включает ускоренный кетогенез (синтез кетоновых тел). Одновременно она производит глюкозу из приходящих аминокислот, глицерола и лактата (поступающего от анаэробного гликолиза в эритроцитах через цикл Кори).
- Почки усиливают выведение азотистых шлаков, в первую очередь мочевины, образующейся из-за интенсивного распада белков.
Из-за активного кетогенеза концентрация кетоновых тел в крови резко возрастает, появляется характерный запах ацетона.
Третья фаза: адаптация и сбережение белков (несколько недель)
Главная угроза при длительном голодании — критическая потеря мышечной массы (потеря трети всех белков организма приводит к смерти). Чтобы выжить, скорость общего метаболизма замедляется.
Происходит адаптация путей энергообеспечения:
- Скорость распада белков и, соответственно, глюконеогенеза из аминокислот существенно снижается.
- Мозг адаптируется к дефициту глюкозы и начинает активно окислять кетоновые тела.
- Мышцы практически перестают использовать кетоновые тела, оставляя их для мозга, и переходят исключительно на потребление жирных кислот.
Азотистый баланс на протяжении всех фаз остается отрицательным. Ключевым фактором выживаемости становится способность тканей синтезировать и утилизировать кетоновые тела. Однако для их полноценного включения в цикл трикарбоновых кислот (ЦТК) необходим оксалоацетат. При глубоком голодании он может образовываться только из аминокислот, что делает минимальный распад белков неизбежным.
Вопросы с занятий и экзамена
Почему при длительном голодании появляется запах ацетона?
Из-за активного расщепления жиров в печени накапливается Ацетил-КоА, который идет на синтез избытка кетоновых тел. Одно из них — ацетон, который выделяется с потом и выдыхаемым воздухом.
Откуда организм берет глюкозу, когда гликоген полностью исчерпан?
Запускается процесс глюконеогенеза. Печень синтезирует новую глюкозу из альтернативных субстратов: аминокислот (от распада мышц), глицерола (от распада жиров) и лактата (от эритроцитов).
Почему при голодании снижается синтез ТАГ в печени?
В условиях дефицита энергии и доминирования глюкагона жирные кислоты направляются на $\beta$-окисление и кетогенез для получения АТФ, а процессы анаболизма (запасания жиров) блокируются.
Что ограничивает продолжительность жизни при голодании?
Способность утилизировать кетоновые тела и запас белков. Для окисления кетонов нужен оксалоацетат, который при голодании синтезируется только из аминокислот. Истощение трети белков организма ведет к гибели.
Что ещё разобрать по теме
- Цикл Кори и обмен лактата между эритроцитами и печенью
- Механизм активации гормон-чувствительной липазы (роль цАМФ и ПКА)
- Биохимические этапы синтеза кетоновых тел в печени
- Роль оксалоацетата в цикле трикарбоновых кислот при голодании
Разберите тему целиком в курсе «Биохимия»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Метаболизм при голодании» и ещё 3 574 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Гормональная регуляция обмена веществ и функций организма»
Бесплатные видеоуроки: биохимияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.