1. Тема занятия № 18

ОБМЕН ЛИПИДОВ

2. Цели самостоятельной работы: углубить знание вопросов переваривания жиров в желудочно-кишечном тракте, роли жёлчных кислот в этом процессе, тканевом обмене липидов, образовании ацетоновых тел.

3. Задачи самостоятельной работы:

- усвоить условия переваривания жиров в желудочно-кишечном тракте, роль ферментов, желчных кислот в этом процессе

- понимать механизм синтеза ацетоновых тел, знать клинико-диагностическое значение кетонемии и кетонурии

- сформировать навык работы с новой информацией, её анализа, логичного изложения

- сформировать навык использования полученных знаний в учебной и профессиональной деятельности

4. Перечень вопросов для самостоятельной работы

Разделы и темы для самостоятельного изучения	Виды и содержание самостоятельной работы
Перекисное окисление липидов. Эйкозаноиды.	Проработка учебного материала для самостоятельной работы Работа с тестами Решение ситуационных задач Написание рефератов Подготовка презентаций

Перекисное окисление липидов (ПОЛ)

ПОЛ – неферментативный свободно-радикальный процесс, в который в основном вовлекаются фосфолипиды клеточных мембран.

Инициатором ПОЛ является активные радикальные формы О₂: супероксид О₂^*, гидроксирадикал ОН* (О₂* + Н₂О₂→О₂+ОН+ОН*), оксид азота NО*. Активные формы О₂ атакуют атомы углерода в ненасыщенных жирных кислотах, находящиеся между 2-ыми связями.

ПОЛ включает стадию инициации, разветвления и затухания процесса.

Инициация заключается в том, что активные формы О₂ отрывают атом Н от жирной кислоты, превращая жирную кислоту в радикал жирной кислоты: R→R*

Разветвление ведёт к образованию большого количества новых радикалов: R*+О₂→RОО* (перекись жирной кислоты). Образовавшиеся радикалы воздействуют на новые молекулы жирных кислот.

RН+RОО*→R*+RООН (гидроперекись жирной кислоты)

Гидроперекись также служит источником новых радикальных ферментов при участии ионов металлов переменной валентности ( чаще Fе).

RООН+Fе²⁺→RО*+ОН*+Fе³⁺

Некоторое количество гидроперикисей превращается в малоновый диальдегид (МДА - конечный продукт ПОЛ). Образовавшиеся радикалы атакуют новые жирные кислоты.

Обрыв (затухание процесса) уменьшает количество R*

R*+R*₁→RR_1;

R*+RОО*→RООR

В физиологических условиях образуется невысокие концентрация продуктов ПОЛ, которые участвуют в регуляции фосфолипидного состава клеточных мембран, повышая проницаемость клеточной мембраны. ПОЛ участвует в фагоцитозе, пиноцитозе, синтезе эйкозаноидов.

При целом ряде патологических состояний происходит значительная активация ПОЛ с повреждением клеточных мембран.

Активность ПОЛ уменьшают ферменты супероксиддесмутаза, каталаза, глютатионпероксидаза, которые инактивируют радикальные формы О₂. Витамины Е, А, С являются мощными антиоксидантами..

Витамин Е, токоферол, антистерильный витамин содержит циклический спирт токол и ненасыщенный боковой радикал. Витамин Е относится к жирорастворимым витаминам, широко распространённым в природе. Суточная потребность в нём составляет 20-50 мг.

Биологическая роль: является «ловушкой» для свободных радикалов, инактивируя их, участвует в обмене селена, который входит в состав ряда ферментов. Авитаминоз встречается редко и проявляется в повсеместном повреждении клеточных мембран. В эритроцитах авитаминоз Е сопровождается гемолизом, в мышечных клетках – мышечной слабостью, дистрофией, в репродуктивных органах – нарушением подвижности сперматозоидов, рассасыванием плода, невынашиванием беременности.

Эйкозаноиды

Эйкозаноиды – производные арахидоновой (С_20:4) кислоты и эйкопентаеновой (С_20:5) кислоты. Все эйкозаноиды делятся на 2 группы:

I. Простаноиды – циклические эйкозаноиды, включающие

• простагландины,

• простациклины,

• тромбоксаны.

II. Нециклические эйкозаноиды, влючающие

• лейкотриены,

• липоксины

Синтез эйкозаноидов

Исходным веществом для синтеза эйкозаноидов является арахидоновая кислота, входящая в состав фосфолипидов:

лизофосфолипид

арахидоновая кислота

ингибиторы

глюкокортикоиды

простагландинсинтетаза

простагландины

тромбоксаны

простациклины

лейкотриены

ингибиторы нестероидные противовоспалительные препараты

(циклооксигеназа)

Простагландины – циклические эйкозаноиды, основу которых составляет простаноевая кислота.

Формула простаноевой кислоты

В зависимости от присутствия у 9 углеродного атома простаноевой кислоты добавочной группы выделяют:

- РgЕ (в девятом положении кето-группа)

- РgF (в девятом положении ОН - группа)

Цифровой индекс (PgE₂) в названии простагландина показывает количество двойных связей. Простагландины рассматривают как местные тканевые гормоны. Они обладают аутокринным или паракринным эффектом. РgF оказывают сосудосуживающее действие, вызывают бронхоспазм, усиливают сокращение миометрия матки. PgЕ обладают расширяющим действием на сосуды, антиаритмическим действием на сердце, антисекреторным эффектом на слизистую желудка (противоязвенное действие), увеличивают диурез, участвуют в болевой реакции, терморегуляции, в иммунологических процессах. В патологических условиях в больших концентрациях простагландины являются медиаторами воспаления и аллергических реакций.

Тромбоксаны синтезируются в тромбоцитах, обладают сосудосуживающим эффектом, увеличивают агрегацию тромбоцитов, способствуют тромбообразованию.

Простациклины синтезируется в эндотелии сосудов, оказывают сосудорасширяющее действие, снижают агрегацию тромбоцитов, обладают фибринолитическим, противовоспалительным, антиоксидатным. действием

Лейкотриены (ЛТ) синтезируется в лейкоцитах, являются нециклическими эйкозаноидами, содержат 3 сопряжённых двойных связи. Различают несколько их видов. Наиболее распространены ЛТА и ЛТВ, в составе которых отсутствуют аминокислоты. В ЛТС, ЛТД, ЛТЕ содержится несколько аминокислот.

Биологическая роль ЛТ

- Неимунные эффекты заключаются в том, что ЛТ вызывают длительные Са-независимый спазм гладкой мускулатуры.

- Иммунные эффекты заключаются в активировании перемещения лейкоцитов в очаг воспаления, выработки антител.

- В больших концентрациях ЛТ участвует в воспалительных и аллергических реакциях.

Липоксины - нециклические эйкозаноиды, содержат в своем составе 4 сопряжённые двойные связи. Являются факторами хемотаксиса, фагоцитоза.

5. Тесты

1. Ацетоновые тела в качестве источников энергии при длительном голодании наиболее активно используют:

Мозг. Скелетные мышцы. Сердечная мышца. Соединительная ткань

2. Склонность к кетозам у детей объясняется следующими особенностями обменных процессов у них:

Ограниченность запасов гликогена в печени. Замедленное окисление кетоновых тел. Усиленный катаболизм кетогенных аминокислот.

3. К сфинголипидозам относятся:

Ганглиозидоз. Цереброзидоз. Атеросклероз. Сфингомиелиноз

4. К эйкозаноидам относятся производные арахидоновой кислоты:

Простагландины. Простациклины. Тромбоксаны. Катехоламины. Лейкотриены.

5. НАДФН₂ для синтеза холестерина и жирных кислот поставляет:

Цикл трикарбоновых кислот. Пентозо-фосфатный путь. β-окисление жирных кислот.

6. Исходными субстратами в процессе образовании кетоновых тел служат:

Пируват. Ацетил-КоА. Бета-гидрокси, бета-метилглютарил-КоА. Лактат. Фосфоглицерол.

7. Промежуточными продуктами синтеза холестерина являются вещества:

Мевалоновая кислота. Бета-гидрокси, бета-метилглютарил-КоА. Сквален. Бета-гидроксимасляная кислота. Карнитин. Арахидоновая кислота.

8. Максимальное содержание холестерина в крови взрослого здорового человека в норме соответствует значению:

5,2 ммоль/л. 8,2 ммоль/л. 2,0 ммоль/л. 10,0 ммоль/л.

9. Величина коэффициента атерогенности (холестерин общий - холестерин ЛПВП) / холестерин ЛПВП) у взрослого человека в норме равна:

1,0-2,0. 3,0-3,5. 2,0-3,0. 4,0-4,5. 1,3-2,5. 4,5-5,5

10. Для синтеза гликосфинголипидов необходимы вещества:

УДФ-производные моносахаров. Фосфорная кислота. Жирные кислоты. Сфингозин. Глицерин.

11. Ключевым ферментом синтеза холестерина является:

Ацетил-КоА-ацетилтрансфераза. Бета-гидрокси, бета-метилглютарил-КоА-синтетаза (ГМГ-КоА-синтетаза). Бета-гидрокси, бета-метилглютарил-КоА-редуктаза (ГМГ-КоА редуктаза).

12. К кетоновым телам относятся соединения:

Ацетоуксусная кислота. Щавелевоуксусная кислота. Янтарная кислота. Ацетон. Бета-гидроксимасляная кислота. Пировиноградная кислота.

13. Липогенез активирует гормон:

Инсулин. Соматотропин. Катехоламины. Глюкагон. Тироксин.

14. Фермент фосфолипаза А₂ - один из ключевых ферментов образования биологически активных эйкозаноидов участвует в расщеплении связей в молекулах глицерофосфолипидов:

Между глицерином и жирной кислотой в альфа-положении. Между глицерином и жирной кислотой в бета-положении. Между глицерином и фосфорной кислотой. Между фосфорной кислотой и холином.

15. Кортикостероиды являются ингибиторами фермента синтеза эйкозаноидов:

Фосфолипаза А₂. Липоксигеназа. Циклооксигеназа.

16. Аспирин, обладая противовоспалительным действием, является ингибитором фермента, участвующего в синтезе эйкозаноидов:

Фосфолипазы А₂. Циклооксигеназы. Липоксигеназы. Цитохромоксидазы.

6. Ситуационные задачи

1. В стационар поступил юноша 20 лет с симптомами ишемической болезни сердца на фоне атеросклероза. При обследовании выявлена сниженная активность ЛХАТ.

Почему снижение активности ЛХАТ может привести к развитию атеросклероза?

2. Какие рекомендации можно дать пациенту, страдающему атеросклерозом, чтобы усилить выведение холестерина из организма?

3. Почему больным атеросклерозом рекомендуется диета, стимулирующая жёлчеотделение и усиление перистальтики кишечника? Ответ поясните схемой.

4.У молодого 20-ти летнего человека концентрация общего холестерина в крови 15 ммоль/л, вдвое повышено содержание ЛПНП. При беседе с больным выяснилось, что его отец умер в 45 лет от инфаркта миокарда. Предположите причину гиперхолестеринемии у данного больного. Какие рекомендации могут быть ему даны,

7. Основная и дополнительная литература к теме

Основная

Биохимия. Под ред. Е.С. Северина. 2003. С. 371-392

Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами. 2001. С. 177-225

А.Я. Николаев Биологическая химия. 2004. С. 287-329

О.Д. Кушманова. Руководство к лабораторным занятиям по биологической химии. 1983. С. 66-73

Лекционный материал

Дополнительная

Т.Т. Березов, Б.Ф. Коровкин. Биологическая химия. 1990. С. 276-292

Ю.Е. Вельтищев, М.В. Ермолаев, А.А. Ананенко, Ю.А. Князев. «Обмен веществ у детей». М.: Медицина. 1983. 462 с.

Р.М. Кон, К.С. Рот. Ранняя диагностика болезней обмена веществ. М. «Медицина».- 1986.

Макаренко т.Г., Стунжас Н.М. Учебно-методические пособия «Биохимические особенности детского организма». 2001. 2007.

Макаренко Т.Г., Стунжас Н.М. Учебно-методическое пособие «Особенности обмена веществ у новорожденных и грудных детей» (Рекомендовано УМО). Смоленск. 2012.

Гусина Н.Б. Биохимическая диагностика лизосомных болезней в условиях медико-генетического центра. II.Гликопротеидозы. Сфинголипидозы //Лаб дело. -1990. - №12.- С. 4-12

Занятие № 19

Итоговое занятие по теме «Функции и обмен липидов»

Экзаменационные вопросы

1. Основные липиды тканей организма человека. Их биологическое значение и классификация. Резервные и структурные липиды. Роль липидов в построении мембран. Роль бурой жировой ткани у детей. Особенности жирнокислотного состава тканей новорожденных.

2. Глицеринсодержащие липиды тканей организма человека. Их виды, химическая структура, значение. Синтез и распад различных глицерофосфолипидов в тканях. Лизофосфатиды, их химическая структура и биологическая роль.

3. Сфингозинсодержащие липиды, их химическая структура, значение для организма. Обмен сфинголипидов и его врождённые нарушения.

4. Липиды пищи человека, суточная потребность, переваривание в желудочно-кишечном тракте, всасывание продуктов переваривания жира. Жёлчные кислоты. Их виды, химическое строение и роль в процессах пищеварения липидов. Нарушение пищеварения жиров при патологии желудочно-кишечного тракта. Потребность в жирах у детей разного возраста. Особенности переваривания и всасывания жиров у детей.

5. Транспортные формы липидов крови. Особенности строения, химического состава и биологических функций различных липопротеидов. Их роль в обмене холестерина и нейтральных жиров. Содержание различных липидов в крови в норме. Гиперлипопротеидемии. Жировое депо. Резервирование и мобилизация жиров в жировой ткани и роль в этих процессах инсулина, глюкагона и адреналина.

6. Расщепление триацилглицеринов в тканях (липолиз). Его эндокринная регуляция. Тканевые липазы. Окисление глицерина. Окисление жирных кислот. Энергетическая оценка этих процессов.

7. Липогенез. Его эндокринная регуляция. Биосинтез глицерина, жирных кислот и триацилглицеринов в тканях. Понятие о полиферментном комплексе “синтетаза жирных кислот”. Роль биотина (витамина Н) в биосинтезе жирных кислот. Активность липогенеза у детей.

8. Особенности обмена в тканях арахидоновой кислоты. Простагландины, лейкотриены, тромбоксаны. Их образование, роль в регуляции метаболизма и физиологических функций. Понятие о перекисном окислении липидов. Его практическое значение.

9. Холестерин. Его строение, распространение в организме, биологическое значение. Биосинтез -гидрокси, -метилглютарил-КоА и мевалоновой кислоты как предшественников холестерина. Пути утилизации холестерина в организме. Гиперхолестеринемия. Заболевания, связанные с нарушением обмена холестерина.

10. Взаимосвязь обменов жиров и углеводов. Схема превращения глюкозы в жиры. Роль пентозофосфатного пути обмена глюкозы для синтеза жиров. Влияние инсулина, адреналина и глюкагона на обмен жиров и углеводов. Изменения обмена жиров и углеводов при ожирении, голодании и сахарном диабете. Ацетоновые тела, их образование, утилизация и выведение из организма. Кетонемия и кетонурия. Особенности развития кетоза у детей.