5. Обмен липидов. Нормы потребления, структура липидного питания, переваривание. Синтез и мобилизация жира. Окисление глицерина, β-окисление жирных карбоновых кислот.

Нормы потребления. На долю липидов в пищевом рационе человека приходится 15-20%, что составляет 80-100 г или 1,0-1,5 г/кг в сутки. Сравнительно много липидов в мясе и изделиях из него (от 5 до 20%), молоке (3%), молочных продуктах (до 25%), в некоторых сортах рыбы (5-10%), яйцах (около 10%). Мало их в овощах, крупах, муке, фруктах (от следов до 2%). Большая часть из поступающих с пищей липидов приходится на нейтральные жиры, и рациональное питание предусматривает в суточном рационе человека их следующую структуру: 70% животных и 30% растительных жиров.

Структура липидного питания, переваривание. Начальным этапом обмена липидов являются их превращения в органах пищеварения. В ротовой полости липиды не изменяются, т.к. в слюне нет ферментов, расщепляющих липиды. В желудочном соке содержится липаза, но значение ее в переваривании липидов незначительно, т.к. она мало активна, и здесь могут перевариваться лишь липиды, поступающие в виде тонкой эмульсии (жир молока), что имеет большое значение только в раннем детстве, когда рН желудочного сока - 5,0 и липаза более активна. У взрослых липиды проходят через желудок в кишечник без особых изменений. Основным местом их переваривания является тонкий кишечник. Пища, смоченная соляной кислотой, поступает в 12-перстную кишку, где происходит нейтрализация соляной кислоты бикарбонатами натрия с образованием углекислого газа и воды. Выделяющиеся пузырьки углекислого газа способствуют хорошему перемешиванию пищевой кашицы с пищеварительными соками и разделяют липиды на маленькие капельки, которые обволакиваются желчными кислотами, поступающими из желчного пузыря. В результате этого образуется эмульсия. В переваривании липидов желчные кислоты выполняют две важные функции: эмульгируют жиры и активируют липазы.

Образовавшийся во время гидролиза глицерин, хорошо растворим в воде и легко всасывается клетками эпителия слизистой оболочки кишечника. Жирные карбоновые кислоты в воде не растворимы, и их всасыванию предшествует образование комплексов с желчными кислотами, которые называются холеиновыми кислотами и растворимы в воде. Внутри кишечных ворсинок холеиновые кислоты расщепляются, желчные кислоты отделяются, поступают в кровь, доставляются в печень и снова переходят в состав желчи. Часть жира всасывается в клетки кишечных ворсинок без предварительного гидролиза.

Синтез жиров. Синтез жиров происходит в абсорбтивный период в печени и жировой ткани. Непосредственными субстратами в синтезе жиров являются ацил-КоА и глицерол-3-фосфат. Метаболический путь синтеза жиров в печени и жировой ткани одинаков, за исключением разных путей образования глицерол-3-фосфата.

В жировой ткани для синтеза жиров используются в основном жирные кислоты, освободившиеся при гидролизе жиров. Жирные кислоты поступают в адипоциты, превращаются в производные КоА и взаимодействуют с глицерол-3-фосфатом, образуя сначала лизофосфатидную кислоту, а затем фосфатидную. Фосфатидная кислота после дефосфорилирования превращается в диацилглицерол, который ацилируется с образованием триацилглицерола.

Кроме жирных кислот, поступающих в адипоциты из крови, в этих клетках идёт и синтез жирных кислот из продуктов распада глюкозы. В адипоцитах для обеспечения реакций синтеза жира распад глюкозы идёт по двум путям: гликолиз, обеспечивающий образование глицерол-3-фосфата и ацетил-КоА, и пентозофосфатный путь, окислительные реакции которого обеспечивают образование НАДPH, служащего донором водорода в реакциях синтеза жирных кислот.

Мобилизация жиров. 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. Глицерол как водорастворимое вещество транспортируется кровью в свободном виде, а жирные кислоты (гидрофобные молекулы) в комплексе с белком плазмы - альбумином.

Окисление глицерина. Глицерин активируется молекулой АТФ и превращается в α-глицерофосфат. Затем α-глицерофосфат дегидрируется НАД-дегидрогеназами с образованием 3-фосфоглицеринового альдегида. Дальнейшие превращения 3-фосфоглицеринового альдегида идут по типу аэробного окисления углеводов, что приводит к образованию конечных продуктов СО2 и Н2О и синтезу 23 АТФ.

1 молекула АТФ была затрачена на образование α-глицерофосфата: 23АТФ - 1АТФ = 22АТФ - таков энергетический баланс окисления молекулы глицерина.

β-окисление жирных карбоновых кислот. Процесс β-окисления начинается с активации жирной кислоты при участии АТФ и коэнзима А (КоА).

Процесс окисления жирной кислоты включает четыре последовательных этапа.

Первый этап - дегидрирование (отщепление водорода) происходит при участии кофермента ФАД, который передает отщепленные атомы водорода на цепь дыхательных ферментов, где конечным акцептором их, как мы уже знаем, является кислород, при этом обеспечивается синтез 2 АТФ.

Второй этап - стадия гидратации, при которой происходит присоединение молекулы воды к жирной кислоте по месту двойной связи.

Третий этап - дегидрирование с участием кофермента НАД, который отдает отщепляемый водород по цепи дыхательных ферментов на кислород, при этом обеспечивает синтез 3 АТФ.

Четвертый этап окисления жирной кислоты представляет собой взаимодействие продукта третьего этапа кетоацил-КоА со свободным HS-KoA. В результате этого процесса происходит отщепление от остатка жирной кислоты двууглеродного фрагмента в виде остатка уксусной кислоты, связанной с КоА - ацетил-КоА. Вторым продуктом является ацил-КоА, т.е. эфир КоА и жирной кислоты, укороченной на два углеродных атома. Молекула вновь образовавшегося ацил-КоА снова подвергается четырехэтапному процессу окисления, в результате которого жирная кислота укорачивается еще на два углеродных атома, и так продолжается до тех пор, пока она полностью не расщепится на ацил-КоА, колотый затем окисляется в цикле Кребса.