Утилизация углеводов резко тормозит и кетогенез. Этот эффект опосредуется угнетением липолиза, что снижает уровень жирных кислот для окисления в печени. Кроме того, повышение синтеза жира увеличивает содержание малонил-СоА, ингибирующего ацилкарнитинтрансферазу I. Гормональные изменения, сопровождающие утилизацию углеводов (повышение уровня инсулина, снижение уровня глюкагона), также уменьшают количество свободного карнитина, необходимого для транспорта жирного ацильного производного через митохондриальную мембрану.
При повышении утилизации жира, что происходит при ограничении поступающих с пищей углеводов, при полном голодании и диабете, наблюдаются изменения как в продукции, так и в утилизации глюкозы. Повышенную утилизацию жира и кетогенез обычно сопровождает усиление глюконеогенеза.
Механизм, с помощью которого окисление жира стимулирует глюконеогенез, заключается, вероятно, в том, что ацетил-СоА аллостерически активирует пируваткарбоксилазу, катализирующую первую стадию глюконеогенеза. Таким образом, хотя жирные кислоты (если не считать относительно редко встречающиеся производные с нечетным числом углеродных атомов) не могут обеспечить поставку углеродных скелетов для синтеза глюкозы, но их окисление за счет активации фермента все же повышает глюконеогенез.
Увеличение окисления жира сопровождается также торможением синтеза жира из образуемого из глюкозы (или из жирных кислот) ацетил-СоА. Высокий уровень СЖК и гормональные изменения (уменьшение секреции инсулина), сопровождающие снижение уровня углеводов, понижают активность ацетил-СоА-карбоксилазы.
В исследованиях на перфузируемом сердце крысы наблюдали также ингибиторный эффект СЖК на утилизацию глюкозы по гликолитическому и аэробному пути. Утилизация глюкозы тормозилась на стадиях, катализируемых фосфофруктокиназой (ограничивающий скорость фермент гликолиза) и пируватдегидрогеназой — ферментом, необходимым для образования ацетил-СоА из пирувата.
Эти взаимоотношения получили название цикла глюкоза — жирные кислоты, подразумевающее, что повышение уровня СЖК в крови препятствует окислению глюкозы. Не совсем ясно, реализуются ли эти взаимоотношения в скелетной мышце человека in vivo. Например, при физической нагрузке усиление утилизации глюкозы происходит на фоне повышения уровня СЖК в крови и ускорения окисления жира сокращающимися мышцами. Тем не менее реципрокные отношения между окислением жира и глюкозы все же могут ограничивать утилизацию последней при физической нагрузке.
«Эндокринология и метаболизм», Ф.Фелиг, Д.Бакстер