2. Мобилизация жиров в жировой ткани (распад триацилглицеринов, глицерина): химизм, регуляция, биологическая роль.

Адипоциты (место депонирования жиров) располагаются в основном под кожей, образуя подкожный жировой слой, и в брюшной полости, образуя большой и малый сальники. Мобилизация жиров, т.е. гидролиз до глицерола и жирных кислот, происходит в постабсорбтивный период, при голодании и активной физической работе. Гидролиз внутриклеточного жира осуществляется под действием фермента гормончувствительной липазы - ТАГ-липазы. Этот фермент отщепляет одну жирную кислоту у первого углеродного атома глицерола с образованием диацилглицерола, а затем другие липазы гидролизуют его до глицерола и жирных кислот, которые поступают в кровь (процесс липолиз). Глицерин как водорастворимое вещество транспортируется кровью в свободном виде в печень и почки, здесь фосфорилируется и окисляется в промежуточное вещество гликолиза - дигидроксиацетонфосфат, который в зависимости от условий может подключаться к глюконеогенезу (при голодании, мышечной нагрузке) или утилизироваться в гликолизе. Н

Жирные кислоты (гидрофобные молекулы) в комплексе с белком плазмы – альбумином к тканям. При голодании и физической нагрузке после проникновения в клетки жирные кислоты подвергаются β-окислению.

Мобилизация депонированных жиров стимулируется глюкагоном и адреналином и, в меньшей степени, некоторыми другими гормонами (соматотропным, кортизолом). В постабсорбтивный период и при голодании глюкагон, действуя на адипоциты через аденилатциклазную систему, активирует протеинкиназу А, которая фосфорилирует и, таким образом, активирует гормончувствительную липазу, что инициирует липолиз и выделение жирных кислот и глицерина в кровь. При физической активности увеличивается секреция адреналина, который действует через β -адренергические рецепторы адипоцитов, активирующие аденилатциклазную систему(наиб липолитическое дейстие через β3) Адреналин одновременно действует и на α₂-рецепторы адипоцитов, связанные с ингибирующим G-белком, что инактивирует аденилатциклазную систему. Вероятно, действие адреналина двояко: при низких концентрациях в крови преобладает его антилиполитическое действие через α₂-рецепторы, а при высокой - преобладает липолитическое действие через β-рецепторы.

Биологическая роль:

Д ля мышц, сердца, почек, печени при голодании или физической работе жирные кислоты становятся важным источником энергии. Печень перерабатывает часть жирных кислот в кетоновые тела, используемые мозгом, нервной тканью и некоторыми другими тканями как источники энергии.

Окисление глицерина протекает в цитозоле клетки, то образующийся НАДН2 должен транспортироваться в митохондрии с помощью специальных транспортных систем – челночных циклов. НАДН2 * образующийся в реакции синтеза дигидроксиацетонфосфата поступает в митохондрии с помощью глицерофосфатного челночного цикла, в результате работы которого электроны и протоны передаются на ФАД-зависимый митохондриальный фермент глицеролфосфатдегидрогеназу и в итоге образуется ФАДН2, который поступает в дыхательную цепь и используется для получения энергии.

Вторая молекула НАДН2 транспортируется с помощью малатаспартатного челночного цикла (см. обмен углеводов) и при этом образуется 3 молекулы АТФ. Пируват попадает в пируватдегидрогеназный комплекс, который функционирует в митохондриях, поэтому для образующегося там НАДН2 специальных транспортных систем не требуется. Таким образом, при аэробном окислении глицерина образуется 21 АТФ.

3. β-окисление жирных кислот: химизм, биологическая роль. Нарушения.

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.

Продуктами каждого цикла β-окисления являются FADH₂, NADH и ацетил-КоА. Хотя реакции в каждом «цикле» одни и те же, остаток кислоты, который входит в каждый последующий цикл, короче на 2 углеродных атома. В последнем цикле окисляется жирная кислота из 4 атомов углерода, поэтому образуются 2 молекулы ацетил-КоА, а не 1, как в предыдущих. окисления. Ацетил КоА поступает в цикл Кребса (ЦТК), а укороченная на два углеродных атома жирная кислота снова идет в цикл β-окисления. Затем циклы повторяются до тех пор, пока жирная кислота не укоротится до четырехуглеродного фрагмента. На последнем витке образуется по одной молекуле НАДН2 и ФАДН2 и сразу 2 молекулы ацетил КоА, поэтому количество циклов на 1 меньше, чем количество ацетил КоА, например, молекула пальмитиновой кислоты, содержащей 16 углеродных атомов, превращается в 8 ацетил КоА за 7 циклов, при этом образуется 7 НАДН2 и 7ФАДН2.

Нарушения окисления жирных кислот.

Увеличение скорости окисления жирных кислот, особенно при недостатке углеводов происходит: 1. При приеме богатой жирами пище. 2. При голодании. 3. При сахарном диабете.

В этом случае, образующийся при β-окислении жирных кислот, ацетил-КоА идет на синтез кетоновых тел. Накопление которых приводит к ацидозу.

Снижение скорости окисления жирных кислот наблюдается при:

1. Недостатке карнитина. Часто встречается у новорожденных, особенно недоношенных детей. Обусловлено это либо нарушением биосинтеза карнитина, либо его повышенным выведением почками. Симптомы: - приступы гипогликемии, возникающие из-за снижения процесса глюконеогенеза; - уменьшения синтеза кетоновых тел, сопровождающееся повышением содержания свободных жирных кислот в плазме крови; - миастения (мышечная слабость); - накопление липидов. Лечение: прием карнитина.

2. Снижении активности фермента карнитин - пальмитоилтрансферазы. В печени это приводит к гипогликемии и понижению содержания кетоновых тел в плазме крови. В мышцах - к нарушению процесса окисления жирных кислот, в результате чего возникает мышечная слабость и развивается миоглобинурия.

3. Отсутствие в митохондриях ацил-КоА дегидрогеназы среднецепочечных жирных кислот (дикарбоновая ацидурия). Основной симптом - экскреция С6-С10-дикарбоновых кислот гипогликемия.

4. Ямайской рвотной болезни. Возникает у людей после употребления незрелых плодов аки, которые содержат токсин гипоглицин, инактивирующий ацил-КоАдегидрогеназу, в результате чего ингибируется процесс βокисления.

5. Синдроме Цельвегера (цереброгепаторенальный синдром). Является редким наследственным заболеванием, при котором во всех тканях отсутствует пероксисомы. У таких больных в мозге накапливаются С26-С28-полиеновые кислоты, т.к. из-за отсутствия пероксисом у них не происходит процесс окисления длинноцепочечных жирных кислот.

6. Болезнь Рефсума. Редкое неврологическое заболевание. Связано с врожденным нарушением системы α-окисления, что приводит к накоплению в тканях фитановой кислоты, которая блокирует систему βокисления.