Биологическая роль окисления кетоновых тел
КТ окисляются в аэробных тканях, обеспечивая синтез АТФ. Окисление β-оксибутирата обеспечивает синтез 24 АТФ.
Окисление кетоновых тел сберегает глюкозу, что имеет большое
значение в энергоснабжении аэробных тканей (ЦНС) при голодании и физических нагрузках.
Ацетон не утилизируется тканями, выделяется с выдыхаемым воздухом (мочой, слюной, потом), что позволяет организму избавляться от избытка кетоновых тел, которые не успели вовремя окислится.
В норме концентрация КТ в крови ~0,2 ммоль/л, но может значительно увеличиваться.
Кетоацидоз.
При длительном голодании и особенно при сахарном диабете в крови существенно возрастает концентрация кетоновых тел
иорганизм не успевает их утилизировать.
Увеличение концентрации кетоновых тел в крови – кетонемия.
Следствием кетонемии является кетонурия - выделение кетоновых тел с
мочой.
При накоплении кетоновых тел развивается кетоацидоз, т. к. ацетоацетат и
β-гидроксибутират - легко диссоцирующие
Ацидоз достигает опасных величин при сахарном диабете
Тяжёлая форма ацидоза — одна из основных причин смерти при сахарном диабете (кетонемическая кома).
Липогенез. Биосинтез жирных кислот.
В организме человека постоянно протекает биосинтез заменимых ЖК.
Насыщенные ЖК образуются быстро и в большом количестве из ацетил–КоА.
Любое вещество, способное давать ацетил-КоА, является потенциальным источником для синтеза ЖК:
-избыточное количество глюкозы,
-некоторые аминокислоты(кетогенные).
Организм может накапливать жир при содержании на безжировой диете!
Основные органы, синтезирующие ЖК: печень, жировая ткань, слизистая кишечника, молочная железа, легкие.
Синтез ЖК происходит в цитозоле клеток.
Субстратами для синтеза ЖК являются продукты катаболизма глюкозы, поэтому процесс происходит при высокой концентрации глюкозы в крови
в абсорбтивный период.
Образование субстратов для биосинтеза высших жирных кислот.
Образование ацетил-КоА из ПВК происходит в матриксе митохондрий,
но ацетил-КоА не проникает через мембрану
митохондрий в |
цитоплазму, где |
идет синтез ЖК. |
|
Ацетил-КоА конденсируется с оксалоацетатом, образуя цитрат, который с помощью транслоказы переносится в цитоплазму.
В цитоплазме под действием цитратлиазы образуется
ацетил~КоА и оксалоацетат.
Превращение оксалоацетата в ПВК, образование НАДФН2:
Реакции синтеза ЖК катализируются пальмитатсинтазой (синтез С16:0)
|
Пальмитатсиназа - полифункциональный фермент, состоящий из |
2 |
|
идентичных полипептидных цепей, каждая из которых имеет |
7 |
|
активных центров и ацилпереносящий белок, который переносит растущую |
|
|
цепь ЖК из одного активного центра в другой. |
|
|
Каждый из белков имеет 2 центра связывания, |
|
|
содержащих SH-группы. |
|
|
Первая реакция синтеза ЖК - |
|
|
превращение ацетил-КоА в малонил-КоА. |
|
|
Фермент ацетил–КоА-карбоксилаза |
|
|
(Класс VI: Лигазы. Кофермент – биотин или витамин Н). |
|
Фермент является регуляторным в биосинтезе ЖК (активатор – инсулин, ингибитор – глюкагон)
Реакции восстановления (14 НАДФН2) обеспечивают синтез насыщенного алифатического радикала ЖК.
Всинтезированной ЖК только 2 дистальных С-атома (красный цвет), происходят из
ацетил-КоА, остальные С-атомы включаются в радикал ЖК из малонил -КоА.
Эссенциальные ПНЖК не могут синтезироваться в организме и поступают с пищей (витамин F)
.
Исходными субстратами для синтеза эйкозаноидов являются ПНЖК с 20 атомами углерода («эйкоза» по-гречески - 20).
C 20:4 – эйкозатетраеновая кислота |
C 20:5 – эйкозапентаеновая кислота |
(арахидоновая) |
(ЭПК) |
Эйкозаноиды - окисленные производные ПНЖК (С20)
Эйкозаноиды - это большая группа веществ, которые синтезируются всеми клетками (кроме эритроцитов), и как гормоны местного действия оказывают эффекты по паракринному или аутокринному механизму через специфические рецепторы.
Главные биологические эффекты эйкозаноидов:участвуют в регуляции сокращений гладкой мускулатуры
(разные типы вызывают вазоконстрикцию/вазодилатацию, бронхоконстрикцию/бронходилатацию);
регулируют экскрецию воды и Na+ почками и артериальное давление;
участвуют в развитии воспаления;
регулируют свертываемость крови.
Основные классы эйкозаноидов:
Простагландины PG (включая простациклины);
Тромбоксаны (Tx) ;
Лейкотриены (LT).
Эйкозаноиды образуются в очень малых количествах.
Синтез начинается после отделения ЖК от ФЛ мембран под действием фермента фосфолипазы A2.
Синтез эйкозаноидов – осуществляют ферменты: циклооксигеназа - формирует 5-член. кольцо
иприсоединяет О2.
липоксигеназа - образует молекулы с
3 сопряженными двойными связями (лейкотриены).
Простагландины обозначаются символами (PGA2), с учетом природы радикала и числу двойных связей.