БХ Экзамен 2021

63.НЕЗАМЕНИМЫЕ ФАКТОРЫ ПИТАНИЯ ЛИПИДНОЙ ПРИРОДЫ. ЭССЕНЦИАЛЬНЫЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ: -3- И -6-КИСЛОТЫ КАК ПРЕДШЕСТВЕННИКИ СИНТЕЗА ЭЙКОЗАНОИДОВ.

Полиеновые кислоты не синтезируются и должны поступать с пищей. Эти ЖК называются незаменимыми,

или эссенциальными.

Выделяют два семейства полиненасыщенных жирных кислот: омега-3 и омега-6.

Они относятся к полиеновым, которые в организме не синтезируются. Сопряженных связей нет, стоят через одну связь.

Находятся в ЦИС форме. ТРАНС форма в организме не связывается.

Питание:

подсолнечное масло и кукурузное содержит много омега 6;

оливковое масло содержит омега 6;

льняное содержит омега 3, но вкус на любителя (жарить на нем нельзя, но можно добавлять в салат).

Основные источники полиеновых ЖК: жидкие растительные масла, рыбий жир (содержит много кислот семейства ω-3). Лучше всего микс подсолнечного и кукурузного масла в питании.

Роль:

полиненасыщенные жирные кислоты входят в состав структурных фосфолипидов;

необходимы для образования тканевых гормонов – эйкозаноидов, поэтому обязательно должны содержаться в пище;

ЖК семейства омега-3 уменьшают риск тромбообразования

64.ПИЩЕВЫЕ ЖИРЫ И ИХ ПЕРЕВАРИВАНИЕ. ВСАСЫВАНИЕ ПРОДУКТОВ ПЕРЕВАРИВАНИЯ. НАРУШЕНИЕ ПЕРЕВАРИВАНИЯ И ВСАСЫВАНИЯ. РЕСИНТЕЗ ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИНОВ В СТЕНКЕ КИШЕЧНИКА.

ПИЩЕВЫЕ ЖИРЫ

Глицериды (ацилглицерины, или ацилглицеролы *) представляют собой сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот.

Если жирными кислотами этерифицированы все три гидроксильные группы глицерина (ацильные радикалы R1, R2 и R3 могут быть одинаковы или различны), то такое соединение

называют триглицеридом (триацилглицерол).

Наиболее распространенными являются триглицериды, часто называемые нейтральными жирами или просто жирами. Нейтральные жиры находятся в организме либо в форме протоплазматического жира, являющегося структурным компонентом клеток, либо в форме запасного, резервного, жира. Роль этих двух форм жира в организме неодинакова. Протоплазматический жир имеет постоянный химический состав и содержится в тканях в определенном количестве, не

изменяющемся даже при патологическом ожирении, в то время как количество резервного жира подвергается большим колебаниям.

ПЕРЕВАРИВАНИЕ

ПЕРЕВАРИВАНИЕ НЕЙТРАЛЬНОГО ЖИРА Условия переваривания липидов:

1. активность липазы (температура, оптимум рН, активаторы)

2. степень эмульгированности жира (наличие эмульгаторов)

Жиры составляют до 90% липидов, поступающих с пищей. Переваривание жиров происходит в тонком кишечнике, однако уже в желудке небольшая часть жиров гидролизуется под действием "липазы языка". Этот фермент синтезируется железами на дорсальной поверхности языка и относительно устойчив при кислых значениях рН желудочного сока. Поэтому он действует в течение 1-2 ч на жиры пищи в желудке. Однако вклад этой липазы в

переваривание жиров у взрослых людей незначителен. Основной процесс переваривания происходит в тонкой кишке.

Так как жиры - нерастворимые в воде соединения, то они могут подвергаться действию ферментов, растворённых в воде только на границе раздела фаз вода/жир. Поэтому действию панкреатической липазы, гидролизующей жиры, предшествует эмульгирование жиров. Эмульгирование (смешивание жира с водой) происходит в тонком кишечнике под действием солей жёлчных кислот. Жёлчные кислоты синтезируются в печени из холестерола и секретируются в жёлчный пузырь. Содержимое жёлчного пузыря - жёлчь. Это вязкая жёлто-зелёная жидкость, содержащая главным образом жёлчные кислоты; в небольшом количестве имеются фосфолипиды и холестерол. Жёлчные кислоты представляют собой в основном конъюгированные жёлчные кислоты: таурохолевую, гликохолевую и другие. После приёма жирной пищи жёлчный пузырь сокращается и жёлчь изливается в просвет двенадцатиперстной кишки. Жёлчные кислоты действуют как детергенты, располагаясь на поверхности капель жира и снижая поверхностное натяжение. В результате крупные капли жира распадаются на множество мелких, т.е. происходит эмульгирование жира. Эмульгирование приводит к увеличению площади поверхности раздела фаз жир/вода, что ускоряет гидролиз жира панкреатической липазой. Эмульгированию способствует и перистальтика кишечника. Переваривание жиров - гидролиз жиров панкреатической липазой. Оптимальное значение рН для панкреатической липазы ≈8 достигается путём нейтрализации кислого содержимого, поступающего из желудка, бикарбонатом, выделяющимся в составе сока поджелудочной железы:

Н+ + НСО3- → Н2СО3 → Н2О + СО2 ↑.

Выделяющийся углекислый газ способствует дополнительному перемешиванию содержимого тонкой кишки. Панкреатическая липаза выделяется в полость тонкой кишки из поджелудочной железы вместе с белком колипазой. Колипаза попадает в полость кишечника в неактивном виде и частичным протеолизом под действием трипсина превращается в активную форму. Колипаза своим гидрофобным доменом связывается с поверхностью мицеллы эмульгированного жира. Другая часть молекулы способствует формированию такой конформации панкреатической липазы, при которой активный центр фермента максимально приближен к своим субстратам - молекулам жиров поэтому скорость реакции гидролиза жира резко возрастает Панкреатическая липаза гидролизует жиры преимущественно в положениях 1 и 3 поэтому основными продуктами гидролиза являются свободные жирные кислоты и 2-моноацилглицеролы (β-моноацилглицеролы). Молекулы 2-моноацилглицеролов также обладают детергентными свойствами и способствуют эмульгированию жира.

ВСАСЫВАНИЕ ЛИПИДОВ

Продукты гидролиза липидов - жирные кислоты с длинным углеводородным радикалом, 2-моноацилглицеролы, холестерол, а также соли жёлчных кислот образуют в просвете кишечника структуры, называемые смешанными мицеллами. Смешанные мицеллы построены таким образом, что гидрофобные части молекул обращены внутрь мицеллы, а гидрофильные - наружу, поэтому мицеллы хорошо растворяются в водной фазе содержимого тонкой кишки. Стабильность мицелл обеспечивается в основном солями жёлчных кислот. Мицеллы сближаются со щёточной каймой клеток слизистой оболочки тонкого кишечника, и липидные компоненты мицелл диффундируют через мембраны внутрь клеток. Вместе с продуктами гидролиза липидов всасываются жирорастворимые витамины A, D, Е, К и соли жёлчных кислот. Наиболее активно соли жёлчных кислот всасываются в подвздошной кишке. Жёлчные кислоты далее попадают через воротную вену в печень, из печени вновь секретируются в жёлчный пузырь и далее опять участвуют в эмульгировании жиров. Этот путь жёлчных кислот называют "энтерогепатическая циркуляция". Каждая молекула жёлчных кислот за сутки проходит 5- 8 циклов, и около 5% жёлчных кислот выделяется с фекалиями.

Всасывание жирных кислот со средней длиной цепи, образующихся, например, при переваривании липидов молока, происходит без участия смешанных мицелл. Эти жирные кислоты из клеток слизистой оболочки тонкого кишечника попадают в кровь, связываются с белком альбумином и транспортируются в печень.

Образование смешанных мицелл и всасывание продуктов гидролиза. Продукты гидролиза липидов - жирные кислоты с длинным углеводородным радикалом, 2-моноацилглицеролы, холестерол, а также соли жёлчных кислот образуют в просвете кишечника структуры, называемые смешанными мицеллами. Смешанные мицеллы построены таким образом, что гидрофобные части молекул обращены внутрь мицеллы, а гидрофильные - наружу, поэтому мицеллы хорошо растворяются в водной фазе содержимого тонкой кишки. Стабильность мицелл обеспечивается в основном солями жёлчных кислот. Мицеллы сближаются со щёточной каймой клеток слизистой оболочки тонкого кишечника, и липидные компоненты мицелл диффундируют через мембраны внутрь клеток.

Вместе с продуктами гидролиза липидов всасываются жирорастворимые витамины A, D, Е, К и соли жёлчных кислот. Наиболее активно соли жёлчных кислот всасываются в подвздошной кишке. Жёлчные кислоты далее попадают через воротную вену в печень и вновь секретируются в жёлчный пузырь и далее опять участвуют в эмульгировании жиров. Этот путь жёлчных кислот называют "энтерогепатическая циркуляция".. Всасывание жирных кислот со средней длиной цепи, образующихся, например, при переваривании липидов молока, происходит без участия смешанных мицелл. Эти жирные кислоты из клеток слизистой оболочки тонкого кишечника попадают в кровь, связываются с белком альбумином и транспортируются в печень.

ПЕРЕВАРИВАНИЕ ФОСФОЛИПИДОВ:

В отличие от триацилглицеролов, полностью гидролизующихся под действием одной липазы, фосфолипиды расщепляются несколькими фосфолипазами, действующими только на определенные связи:

фосфолипаза А1 – на эфирную связь фосфолипидов в положении 1;

фосфолипаза А2 – на эфирную связь в положении 2;

фосфолипаза С – на эфирную связь в положении 3;

фосфолипаза D – на эфирную связь между азотистым основанием и фосфорной кислотой.

В результате фосфолипид распадается до составных частей – спирта, жирных кислот, фосфорной кислоты и аминоспирта.

ПЕРЕВАРИВАНИЕ СТЕРИДОВ:

В зависимости от пищи организм взрослого человека получает ежедневно 300–500 мг холестерина, содержащегося в пищевых продуктах частично в свободном (неэстерицифицированном) виде, частично в виде эфиров с жирными кислотами.

Эфиры холестерина расщепляются на холестерин и жирные кислоты особым ферментом панкреатического и кишечного

соков – гидролазой эфиров холестерина, или холестеролэстеразой.

НАРУШЕНИЕ ПЕРЕВАРИВАНИЯ И ВСАСЫВАНИЯ

Нарушения переваривания и всасывания жиров. Нарушение переваривания жиров может быть следствием нескольких причин. Одна из них - нарушение секреции жёлчи из жёлчного пузыря при механическом препятствии оттоку жёлчи. Это состояние может быть результатом сужения просвета жёлчного протока

камнями, образующимися в жёлчном пузыре, или сдавлением жёлчного протока опухолью, развивающейся в окружающих тканях. Уменьшение секреции жёлчи приводит к нарушению эмульгирования пищевых жиров и, следовательно, к снижению способности панкреатической липазы гидролизовать жиры.

Нарушение секреции сока поджелудочной железы и, следовательно, недостаточная секреция панкреатической липазы также приводят к снижению скорости гидролиза жиров. В обоих случаях нарушение переваривания и всасывания жиров приводит к увеличению количества жиров в фекалиях - возникает стеаторея (жирный стул). В норме содержание жиров в фекалиях составляет не более 5%. При стеаторее нарушается всасывание жирорастворимых витаминов (A, D, E, К) и незаменимых жирных кислот, поэтому при длительно текущей стеаторее развивается недостаточность этих незаменимых факторов питания с соответствующими клиническими симптомами. При нарушении переваривания жиров плохо перевариваются и вещества нелипидной природы, так как жир обволакивает частицы пищи и препятствует действию на них ферментов.

РЕСИНТЕЗ ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИНОВ Ресинтез жиров в слизистой оболочке тонкого кишечника. После

всасывания продуктов гидролиза жиров жирные кислоты и 2- моноацилглицеролы в клетках слизистой оболочки тонкого кишечника включаются в процесс ресинтеза с образованием триацилглицеролов Жирные кислоты вступают в реакцию этерификации только в активной форме в виде производных коэнзима А, поэтому первая стадия ресинтеза жиров - реакция активации жирной кислоты:

Реакция катализируется ферментом ацил-КоА-синтетазой (тиокиназой). Затем ацил~КоА участвует в реакции этерификации 2-моноацилглицерола с образованием сначала диацилгли-церола, а затем триацилглицерола. Реакции ресинтеза жиров катализируют ацилтранеферазы. В реакциях ресинтеза жиров участвуют, как правило, только жирные кислоты с длинной углеводородной цепью. В ресинтезе жиров участвуют не только жирные кислоты, всосавшиеся из кишечника, но и жирные кислоты, синтезированные в организме, поэтому по составу ре-синтезированные жиры отличаются от жиров, полученных с пищей. Однако возможности "адаптировать" в процессе ресинтеза состав пищевых жиров к составу жиров организма человека ограничены, поэтому при поступлении с пищей

жиров с необычными жирными кислотами, например, бараньего жира, в адипоцитах появляются жиры, содержащие кислоты, характерные для бараньего жира (насыщенные разветвлённые жирные кислоты). В клетках слизистой оболочки кишечника происходит активный синтез глицерофосфолипидов, необходимых для формирования структуры липопротеинов - транспортных форм липидов в крови.

Ресинтез фосфолипидов в кишечной стенке. В энтероцитах наряду с ресинтезом триглицеридов происходит также и ресинтез фосфолипидов. В образовании фосфатидилхолинов и фосфатидилэтаноламинов участвует ресинтезированный диглицерид, а в образовании фосфатидилинозитолов – ресинтезированная фосфатидная кислота.

65.ОБРАЗОВАНИЕ ХИЛОМИКРОНОВ И ТРАНСПОРТ ЖИРОВ. РОЛЬ АПОПРОТЕИНОВ В СОСТАВЕ ХИЛОМИКРОНОВ. ЛИПОПРОТЕИНЛИПАЗА.

ОБРАЗОВАНИЕ ХИЛОМИКРОНОВ И ТРАНСПОРТ ЖИРОВ.

Ресинтезированные в эпителиальных клетках кишечника триглицериды и фосфолипиды, а также поступивший в эти клетки из полости кишечника холестерин (здесь он может частично эстерифицироваться) соединяются с небольшим количеством белка и образуют относительно стабильные комплексные частицы – хиломикроны (ХМ). ХМоколо 2% белка, 7% фосфолипидов, 8% холестерина и его эфиров и более 80% триглицеридов. Диаметр ХМ от 0,1 до 5 мкм. Благодаря большим размерам частиц ХМ не способны проникать из эндотелиальных клеток кишечника в капилляры и диффундируют в лимфатическую систему кишечника, а из нее – в грудной

лимфатический проток. Затем попадают в кровяное русло, т.е. с их помощью осуществляется транспорт экзогенных триглицеридов, холестерина и частично фосфолипидов из кишечника через лимфатическую систему в кровь

РОЛЬ АПОПРОТЕИНОВ В СОСТАВЕ ХИЛОМИКРОНОВ

Снаружи находятся также молекулы белков – апопротеины. Хиломикрон пойдет в лимфу, через минут 40 появляется в грудном протоке и попадает в кровь. Далее пойдут уже транспортные формы!

ЛИПОПРОТЕИНЛИПАЗА

Липопротеинлипаза — фермент, относящийся к классу липаз. ЛПЛ расщепляет триглицериды самых крупных по размеру и богатых липидами липопротеинов плазмы крови — хиломикронов и липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП или ЛПНП)). ЛПЛ регулирует уровень липидов в крови, что определяет её важное значение в атеросклерозе.

66.ТРАНСПОРТ ЖИРНЫХ КИСЛОТ В КЛЕТКУ. ХИМИЗМ РЕАКЦИЙ В-ОКИСЛЕНИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ, ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИТОГ, ЗНАЧЕНИЕ ПРОЦЕССА.

Транспорт жирных кислот альбуминами крови. Выделяясь из жировых клеток, жирные кислоты ионизируются в плазме крови и затем связываются с альбуминовой фракцией белков плазмы крови. Жирные кислоты, связанные с альбуминами, называют свободными жирными кислотами, или неэстерифицированными жирными кислотами, чтобы выделить их из ряда прочих жирных кислот, присутствующих в плазме крови в виде: (1) сложных эфиров глицерола; (2) холестерола; (3) других веществ.

Вобычных условиях только 3 молекулы жирных кислот объединяются с 1 молекулой альбумина, но в условиях, когда потребности в доставке жирных кислот чрезвычайно велики, с 1 молекулой альбумина могут связываться уже до 30 молекул жирных кислот

Впроцессе переваривания часть свободных жирных кислот попадает в кровь и транспортируется под коллоидной защитой альбуминов (т.е. альбумины «обволакивают» жирные кислоты и тем самым придают им растворимость).

Такие комплексы образуются путем формирования слабых типов связей: гидрофобного взаимодействия радикалов жирных кислот и ионных связей СООН-групп жирных кислот с радикалами лизина молекулы альбумина.

Следовательно, жирные кислоты в составе комплекса являются химически свободными. Жирные кислоты, находящиеся в комплексе с альбуминами, обозначаются термином неэстерифицированные жирные кислоты (НЭЖК). Уровень НЭЖК в крови - показатель степени мобилизации жира: чем больше в плазме крови НЭЖК, тем интенсивнее идет липолиз. В обычных условиях только 3 молекулы жирных кислот объединяются с 1 молекулой альбумина, но в условиях, когда потребности в доставке жирных кислот чрезвычайно велики, с 1 молекулой альбумина могут связываться уже до 30 молекул жирных кислот.

В-ОКИСЛЕНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ

β-Окисление жирных кислот - специфический путь катаболизма жирных кислот, протекающий в матриксе митохондрий только в аэробных условиях и заканчивающийся образованием ацетил-КоА. Водород из реакций β-окисления поступает в ЦПЭ, а ацетил-КоА окисляется в цитратном цикле, также поставляющем водород для ЦПЭ. Поэтому β-окисление жирных кислот - важнейший метаболический путь, обеспечивающий синтез АТФ в дыхательной цепи.β-Окисление - специфический путь катаболизма жирных кислот, при котором от карбоксильного конца жирной кислоты последовательно отделяется по 2 атома углерода в виде ацетил-КоА. Метаболический путь - β-окисление - назван так потому, что реакции окисления жирной кислоты происходят у β-углеродного атома. Реакции β-окисления и последующего окисления ацетил-КоА в ЦТК служат одним из основных источников энергии для синтеза АТФ по механизму окислительного фосфорилирования. β-Окисление жирных кислот происходит только в аэробных условиях.

Активация жирных кислот. Перед тем, как вступить в различные реакции, жирные кислоты должны быть активированы, т.е. связаны макроэргической связью с коферментом А:

RCOOH + HSKoA + АТФ → RCO ~ КоА + АМФ + PPi.

Реакцию катализирует фермент ацил-КоА син-тетаза. Выделившийся в ходе реакции пирофосфат гидролизуется ферментом пирофосфатазой: Н4Р2О7 + Н2О → 2 Н3РО4. Выделение энергии при гидролизе макроэргической связи пирофосфата смещает равновесие реакции вправо и обеспечивает полноту протекания реакции активации. АцилКоА синтетазы находятся как в цитозоле, так и в матриксе митохондрий. Эти ферменты отличаются по специфичности к жирным кислотам с различной длиной углеводородной цепи. Жирные кислоты с короткой и средней длиной цепи (от 4 до 12 атомов углерода) могут проникать в матрикс митохондрий путём диффузии. Активация этих жирных кислот происходит

вматриксе митохондрий. Жирные кислоты с длинной цепью, которые преобладают в организме человека (от 12 до 20 атомов углерода), активируются ацил-КоА синтетазами, расположенными на внешней мембране митохондрий. Транспорт жирных кислот с длинной углеводородной цепью

вмитохондриях. β-Окисление жирных кислот, происходит в матриксе митохондрий, поэтому после активации жирные кислоты должны транспортироваться внутрь митохондрий. Жирные кислоты с длинной углеводородной цепью переносятся через плотную внутреннюю мембрану митохондрий с помощью карнитина. Карнитин поступает с пищей или синтезируется из незаменимых аминокислот лизина и метионина. В реакциях синтеза карнитина участвует витамин С (аскорбиновая кислота). В наружной мембране митохондрий находится фермент карнитинацилтрансфераза I (карнитинпальмитоилтрансфераза I), катализирующий реакцию с образованием ацилкарнитина. Образовавшийся ацилкарнитин проходит через межмембранное пространство к наружной стороне внутренней мембраны и транспортируется с помощью карнитинацилкарнитинтранс-локазы на внутреннюю поверхность внутренней мембраны митохондрий, где фермент карнитинацилтрансфераза II катализирует перенос ацила на внутримитохондриальный КоА.

67.БИОСИНТЕЗ ЖИРНЫХ КИСЛОТ, ХИМИЗМ, ЭНЕРГЕТИКА, РЕГУЛЯЦИЯ МЕТАБОЛИЗМА ЖИРНЫХ КИСЛОТ.

Основные источники водорода для синтеза жирных кислот В каждом цикле биосинтеза пальмитиновой кислоты проходят 2 реакции восстановления, донором водорода в

которых служит кофермент NADPH. Восстановление NADP+ происходит в реакциях:

•дегидрирования в окислительных стадиях пентозофосфатного пути катаболизма глюкозы;

•дегидрирования малата малик-ферментом;

•дегидрирования изоцитрата цитозольной NADP-зависимой дегидрогеназой.

Синтез жирных кислот протекает в цитоплазме клетки. В митохондриях в основном происходит удлинение существующих цепей жирных кислот. Установлено, что в цитоплазме печеночных клеток синтезируется пальмитиновая кислота (16 углеродных атомов), а в митохондриях этих клеток из уже синтезированной в цитоплазме клетки пальмитиновой кислоты или из жирных кислот экзогенного происхождения, т.е. поступающих из кишечника, образуются жирные кислоты, содержащие 18, 20 и 22 углеродных атома.

-в жировой ткани – из жирных кислот и только из глюкозы (т.к. при её распаде образуется диоксиацетон-фосфат, который затем восстанавливается до глицерол-3-фосфата);

-в печени – из жирных кислот и из глюкозы, из глицерина (он приходит в печень благодаря остаточной утилизации хиломикронов; в дальнейшем ему необходимо активироваться при помощи глицеролкиназой).

Синтез пальмитиновой кислоты

Подготовительные стадии:

I.Образование малонил-КоА – подготовительная стадия для синтеза

жирных кислот.

II.Перенос малонильного и ацетильного остатков на

ацилпереносящий белок (АПБ), у которого есть две SH-группы для их связывания.

Собственно синтез (итог – образование четырехуглеродного фрагмента насыщенной жирной кислоты):

I.Конденсация – перенос ацильного остатка на малонильный, карбоксильная

группа малонила отщепляется в виде углекислого газа.

II.Гидрирование – восстановление радикала ацетоацетила. III. Дегидрирование радикала ацетоацетила.

IV. Второе гидрирование – восстановление радикала ацетоацетила.

После восстановления и образования остатка бутановой (масляной) кислоты, присоединенного к АПБ, цикл повторяется: к свободной SHгруппе снова присоединяется малонильный остаток, и снова происходит конденсация, восстановление, дегидратация, восстановление и т.д. На каждом цикле длина углеводородной цепочки удлиняется на два атома углерода. Так продолжается, пока длина не достигнет 16 атомов

углерода. Тогда фермент деацилаза гидролитическим путем отделяет пальмитиновую кислоту от ферментного комплекса.

БИОСИНТЕЗ ЖИРНЫХ КИСЛОТ С ДЛИННОЙ ЦЕПЬЮ

углеродных атомов происходит путем синтеза пальмитиновой кислоты и дальнейшего удлинения её цепи.

Биосинтез жирных кислот протекает с участием НАДФН, АТФ, Мn2+ и НСО3 – (в качестве источника СО2); субстратом является ацетил-КоА, конечным продуктом – пальмитиновая кислота.

Происходит образование малонил КоА, а затем начинается "нанизывание" атомов углерода на цепь, пока не получится пальмитиновая, либо другая жирная кислота.

РЕГУЛЯЦИЯ биосинтеза и окисления жирных кислот Глюкагон и адреналин:

•увеличивают скорость β-окисления,

•снижают скорость синтеза жирных кислот Инсулин:

•снижает скорость β-окисления,

•увеличивает скорость синтеза жирных кислот

68.БИОСИНТЕЗ НЕНАСЫЩЕННЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ.

В микросомах клеток млекопитающих образование двойных связей может происходить только на участке цепи жирной кислоты от 9-го до 1-го углеродных атомов, ибо в микросомах отсутствуют десатуразы, которые могли бы катализировать образование двойных связей в цепи далее 9-го углеродного атома. У животных двойные связи могут образовываться в Δ4-, Δ5-, Δ6- и Δ9-положении, но не далее Δ9-положения, в то время как у растений – в Δ6-, Δ9-, Δ12 и Δ15-положении. Поэтому в организме млекопитающих, в том числе и человека, не могут образовываться, например, из стеариновой кислоты

(18:0) линолевая (18:2; 9,12) и линоленовая (18:3; 9,12,15)

кислоты. Эти кислоты относятся к категории незаменимых жирных кислот. К незаменимым жирным кислотам обычно относят также арахидоновую кислоту (20:4; 5,8,11,14).

69.АЦЕТИЛ-КОА, ПУТИ ОБРАЗОВАНИЯ, СУДЬБА В ОРГАНИЗМЕ.

Ацетилкофермент А, ацетил-коэнзим А, сокращённо ацетил-КоА — важное для обмена веществ соединение, используемое во многих биохимических реакциях. Его главная функция — доставлять атомы углерода с ацетил-группой в цикл трикарбоновых кислот, чтобы те были окислены с выделением энергии. По своей химической структуре ацетил-КоА — тиоэфир между коферментом А (тиолом) и уксусной кислотой (носителем ацильной группы). Ацетил-КоА образуется во время второго шага кислородного клеточного дыхания, декарбоксилирования пирувата, который происходит в матриксе митохондрии. Ацетил-КоА затем поступает в цикл трикарбоновых кислот.

Ацетил-КоА — важный компонент биологического синтеза нейротрансмиттера ацетилхолина. Холин, в соединении с ацетил-КоА, катализируется ферментом холин-ацетилтрансферазой, чтобы образовать ацетилхолин и коэнзим А.

СУДЬБА АЦЕТИЛ-КОА

- может пойти в ЦТК – при этом образуется 12 молекул АТФ;

- на синтез жирных кислот; - на синтез кетоновых тел; - на биосинтез холестерина.

70.БИОСИНТЕЗ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЕТОНОВЫХ ТЕЛ В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКОВ ЭНЕРГИИ.

Биологическая роль кетоновых тел– являются альтернативным глюкозе источником энергии (особенно для мышечной ткани, особенно при голодании и сахарном диабете)

При голодании, длительной физической работе и в случаях, когда клетки не получают достаточного количества глюкозы, жирные кислоты используются многими тканями как основной источник энергии. В отличие от других тканей мозг и другие отделы нервной ткани практически не используют жирные кислоты в качестве источника энергии. В печени часть жирных кислот превращается в кетоновые тела, которые окисляются мозгом, нервной тканью, мышцами, обеспечивая достаточное количество энергии для синтеза АТФ и уменьшая потребление глюкозы. К кетоновым телам относят β-гидроксибутират, ацетоацетат и ацетон.

Первые две молекулы могут окисляться в тканях, обеспечивая синтез АТФ. Ацетон образуется только при высоких концентрациях кетоновых тел в крови и, выделяясь с мочой, выдыхаемым воздухом и потом, позволяет организму избавляться от избытка кетоновых тел.

СИНТЕЗ КЕТОНОВЫХ ТЕЛ В ПЕЧЕНИ. При низком соотношении инсулин/глюкагон в крови в жировой ткани активируется распад жиров. Жирные кислоты поступают в печень в большем количестве, чем в норме, поэтому увеличивается скорость β-окисления. Скорость реакций ЦТК в этих условиях снижена, так как оксалоацетат используется для глюконеогенеза. В результате скорость образования ацетил-КоА превышает способность ЦТК окислять его. Ацетил-КоА накапливается в митохондриях печени и используется для синтеза кетоновых тел. Синтез кетоновых тел происходит только в митохондриях печени. Синтез кетоновых тел начинается с взаимодействия двух молекул ацетил-КоА, которые под действием фермента тиолазы образуют ацетоацетил-КоА. С ацетоацетил-КоА взаимодействует третья молекула ацетил-КоА, образуя 3- гидрокси-3-метилглутарил-КоА (ГМГ-КоА). Эту реакцию катализирует фермент ГМГ-КоА-синтаза. Далее ГМГ-КоА-лиаза катализирует расщепление ГМГ-КоА на свободный ацетоацетат и ацетил-КоА. Ацетоацетат может выделяться в кровь или превращаться в печени в другое кетоновое тело - β- гидроксибутират путём восстановления. В клетках печени при

активном β-окислении создаётся высокая концентрация NADH. Это способствует превращению большей части ацетоацетата в β-гидроксибутират, поэтому основное кетоновое тело в крови - именно β-гидроксибутират.

При голодании для многих тканей жирные кислоты и кетоновые тела становятся основными топливными молекулами. Глюкоза используется в первую очередь нервной тканью и эритроцитами.

При высокой концентрации ацетоацетата часть его неферментативно декарбоксилируется, превращаясь в ацетон. Ацетон не утилизируется тканями, но выделяется с выдыхаемым воздухом и мочой. Таким путём организм удаляет избыточное количество кетоновых тел, которые не успевают окисляться, но, являясь водорастворимыми кислотами, вызывают ацидоз.

При длительном голодании кетоновые тела становятся основным источником энергии для скелетных мышц, сердца и почек. Таким образом глюкоза сохраняется для окисления в мозге и эритроцитах. Через 2-3 дня после начала голодания концентрация кетоновых тел в крови достаточна для того, чтобы они проходили в клетки мозга и окислялись, снижая его потребности в глюкозе. β-Гидроксибутират, попадая в клетки, дегидрируется NAD-зависимой дегидрогеназой и превращается в ацетоацетат. Ацетоацетат активируется, взаимодействуя с сукцинил-КоА–донором КоА:

Ацетоацетат + Сукцинил-КоА → АцетоацетилКоА + Сукцинат.

Реакцию катализирует сукцинил-КоА-ацето-ацетат-КоА-трансфераза. Этот фермент не синтезируется в печени, поэтому печень не использует кетоновые тела как источники энергии, а производит их "на экспорт". Кетоновые тела - хорошие топливные молекулы; окисление одной молекулы β-гидроксибутирата до СО2 и Н2О обеспечивает синтез 27 молекул АТФ. Эквивалент одной макроэргической связи АТФ (в молекуле сукцинил-КоА) используется на активацию ацетоацетата, поэтому суммарный выход АТФ при окислении одной молекулы β-гидроксибутирата - 26 молекул.

71.БИОСИНТЕЗ ЖИРОВ В ПЕЧЕНИ ИЗ УГЛЕВОДОВ. СТРУКТУРА И СОСТАВ ТРАНСПОРТНЫХ ЛИПОПРОТЕИНОВ КРОВИ.

БИОСИНТЕЗ ЖИРОВ В ПЕЧЕНИ ИЗ УГЛЕВОДОВ

В печени «ловушкой» для глюкозы является превращение её в глюкозо-6-фосфат, активность ферментов, отвечающих за это превращение (глюкокиназы или гексокиназы) зависит от инсулина. В целом, в печени под действием инсулина идет утилизация глюкозы по трем путям: окисление, синтез гликогена, синтез нейтрального жира.

Параллельно с синтезом нейтрального жира в печени идут процессы синтеза ЖК, холестерина, удлинения цепи ЖК.

В печени нейтральный жир может синтезироваться двумя способами:

из глюкозы (как и в жировой ткани) – 30% (а то и все 50%) глюкозы печени затрачивается на этот процесиз глицерина и жирных кислот (из утилизированного остаточного хиломикрона). В печени для этого есть

два активных фермента: дегидрогеназа и глицеролкиназа.

В печени нейтральный жир НЕ накапливается, а синтезируются ЛПОНП – транспортная форма эндогенных жиров (состоят из нейтрального жира и холестерина).

ЛИПОПРОТЕИНЫ КРОВИ

Все типы липопротеинов имеют сходное строение - гидрофобное ядро и гидрофильный слой на поверхности. Гидрофильный слой образован белками, которые называют апопротеинами, и амфифильными молекулами липидов - фосфолипидами и холестеролом. Гидрофильные группы этих молекул обращены к водной фазе, а гидрофобные части - к гидрофобному ядру липопротеина, в котором находятся транспортируемые липиды. Некоторые апопротеины интегральные и не могут быть отделены от липопротеина, а другие могут свободно переноситься от одного типа липопротеина к другому. Апопротеины выполняют несколько функций

•формируют структуру липопротеинов;

•взаимодействуют с рецепторами на поверхности клеток и таким образом определяют, какими тканями будет захватываться данный тип липопротеинов;

•служат ферментами или активаторами ферментов, действующих на липопротеины.

Чем ниже плотность липопротеинов, из-за меньшей концентрации липопротеинов, тем опасней для организма, т.к. они способствуют образованию атеросклеротических бляшке.

Врезультате действия ЛП-липазы на жиры ХМ образуются жирные кислоты и глицерол. Основная масса жирных кислот проникает в ткани. В жировой ткани в абсорбтивный период жирные кислоты депонируются в виде триацилглицеролов, в сердечной мышце и работающих скелетных мышцах используются как источник энергии. Другой продукт гидролиза жиров, глицерол, растворим в крови, транспортируется в печень, где в абсорбтивный период может быть использован для синтеза жиров.

Врезультате действия ЛП-липазы на ХМ количество жиров в них снижается на 90%, уменьшаются размеры частиц, апопротеин C-II переносится обратно на ЛПВП. Образовавшиеся частицы называются остаточными ХМ. Они содержат в себе фосфолипиды, холестерол, жирорастворимые витамины и апопротеины В-48 и Е. Остаточные ХМ захватываются гепатоцитами, которые имеют рецепторы, взаимодействующие с этими апопротеинами. Путём эндоцитоза остаточные ХМ попадают внутрь клеток, и ферментами лизосом белки и липиды гидролизуются, а затем утилизируются. Жирорастворимые витамины и экзогенный холестерол используются в печени или транспортируются в другие ткани.

Хиломикроны образуются в стенке кишечника, содержат до 80% ТАГ пищевого происхождения, которые транспортируются кровью в периферические ткани. В кровеносных капиллярах ТАГ подвергаются гидролизу липопротеинлипазой; образующиеся жирные кислоты поступают в ткани, а «остатки» хиломикронов поглощаются клетками печени.

ЛПОНП - образуются в печени, являются транспортной формой эндогенных ТАГ. Как и хиломикроны, являются субстратами липопротеинлипазы эндотелия капилляров. После гидролиза ТАГ, ЛПОНП превращаются в ЛПНП.

ЛПНП - образуются в крови из ЛПОНП под действием

липопротеинлипазы. Богаты холестеролом, транспортируют его во внепечёночные ткани. В результате взаимодействия ЛПНП с рецепторами на поверхности мембран холестерол из ЛПНП проникает внутрь клеток, где участвует в образовании клеточных структур и реакциях биосинтеза веществ .

ЛПВП – образуются в печени, первоначально состоят преимущественно из белков и фосфолипидов и имеют форму дисков. При помощи фермента ЛХАТ липопротеины этого класса извлекают избыток холестерола из внепечёночных клеток и в форме эфиров доставляют его в печень.

Увеличение содержания в крови ЛПНП и ЛПОНП и уменьшение содержания ЛПВП способствует развитию атеросклероза. Следовательно, ЛПОНП и ЛПНП – атерогенные липопротеины, ЛПВП –антиатерогенные липопротеины