Депонирование и мобилизация жиров Обмен триацилглицеринов

Депонирование и мобилизация жиров

Обмен триацилглицеринов С пищей в сутки поступает 70 г ТГ. Эндогенный синтез ТГ идёт в: печени, жировой ткани, стенке кишечника. В плазме крови содержится 1 -2, 3 ммоль/л ТГ. ТГ – резервное топливо, которое накапливается в цитоплазме жировых клеток. В состав мембран ТГ не входят. Функции резервных жиров n резервуар энергии, теплоизоляционная, защита от механических травм. Транспорт ТГ осуществляют: ХМ, ЛПОНП. Липопротеидлипаза n осуществляет гидролиз ТГ. В жировой ткани жир накапливается за счёт n поступления из ЛП, n образования из глюкозы в жировых клетках. В жировых депо гидролиз осуществляют тканевые липазы. Тканевые липазы активируются адреналином, глюкагоном, АКТГ.

Мобилизация депонированных жиров n происходит путём их гидролиза до жирных кислот и глицерина липазами жировых клеток. n Жирные кислоты поступают в кровь и транспортируются в соединении с альбумином к разным органам. n Глицерин поступает в кровь и там превращается в глицерофосфат, который используется в гликолизе или глюконеогенезе. Окисление глицерина АТ АД Ф Mg Ф 2+ Глицерин Глицеролкин аза Глицерол-3 - фосфат

НАДН+Н+ Глицеролфосфат - Диоксиацетонфосфат Глицерол-3 -фосфат дегидрогеназа Анаэробный путь Лактат ФГА CO 2 + H 2 O + E Аэробный путь

Триозофосфат- изомераза Фосфоглицериновый Диоксиацетон альдегид + НАД+ + H 3 PO 4 + НАДН+Н+ Глицеральдегидфосфат дегидрогеназа Фосфоглицериновый 1, 3 -дифосфоглицерат альдегид

АДФ АТФ Mg 2+ Фосфоглицераткиназа 1, 3 -дифосфоглицерат 3 -фосфоглицерат Фосфоглицеромутаза 3 -фосфоглицерат 2 -фосфоглицерат

Mg 2+ Н 2 О Енолаза Фосфоенолпируват 2 -фосфоглицерат АДФ АТФ Mg 2+ Пируват (ПВК) Пируваткиназа Фосфоенолпируват Ацетил- Ко. А Цикл Кребса Пируват (ПВК)

Цикл Кребса Цитрат-синтаза Аконитат- гидратаза Изоцитрат- α-Кетоглутарат Сукцинил-Ко. А дегидрогеназа дегидрогеназный -синтетаза комплекс Фумараза Малат- Сукцинат- дегидрогеназа

Цикл трикарбоновых кислот CH 2 -COOH | HOC-COOH | Цитратсинтаза H 2 C-COOH Цитрат

COOH COOH | | CH 2 H 2 O CH 2 CH 2 | | HO-C-COOH H-C-COOH C-COOH | H 2 O || H-C-H HO-C-H Аконитат- | | гидратаза | гидратаза COOH COOH Цитрат Изоцитрат цис-Аконитат

COOH | | ФАД ФАДН 2 CH CH 2 || | HС СН 2 Сукцинатдегидрогеназа | | COOH Фумарат Сукцинат

COOH | H 2 O | CH HO-C-H || | HС H-С-H | H 2 O | Фумараза COOH COOH Фумарат Малат

Баланс аэробного распада глицерина n От глицерина до ФГА затрата – 1 АТФ и получение + 3 АТФ (окислительное фосфорилирование). n На втором этапе гликолиза при окислении 1 молекулы ФГА получаем 2 АТФ и 1 НАДН+Н, то есть 2+3=5 АТФ. Таким образом от глицерина до ПВК получаем (3 -1) + 5 = 7 АТФ. n Окислительное декарбоксилирование ПВК даёт 3 АТФ. + n ЦТК даёт 12 АТФ. ИТОГО: 7+3+12 = 22 АТФ даёт окисление 1 молекулы глицерина в аэробных условиях.

ОКИСЛЕНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ - аэробный процесс. - В катаболизме жирных кислот выделяют 3 части: 1. β-окисление, 2. ЦТК, 3. дыхательная цепь. Позвоночные половину энергии получают за счёт окисления жирных кислот , особенно в спячке и при голодании. n Кнооп установил, что окисление идёт в β-положении. n Ленинджер и Кеннеди установили, что процесс протекает в митохондриях с использованием АТФ. n Линен, Грин, Очоа установили этапы окисления, роль Ко. АSH

Активация жирных кислот происходит на наружной поверхности мембраны митохондрий. R-COOH + HS-Ko. A +АТФ + АМФ + ФФн Ацил-Ко. А- синтетаза

Транспорт жирных кислот в митохондрии из цитоплазмы осуществляет карнитин. Ацил-Ко. А Карнитинацил- трансфераза Ацилкарнитин (в цитоплазме)

Ацилкарнитин (в цитоплазме) Карнитинацил- Ацил-Ко. А Карнитин трансфераза (в митохондриях)

β-ОКИСЛЕНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ в митохондриях включает стадии • первая стадия дегидрирования, • стадия гидратации, • вторая стадия дегидрирования, • тиолазная реакция.

Первая стадия дегидрирования + ФАД Ацил-Ко. А ДГ Ацил-Ко. А + ФАДН 2 Еноил-Ко. А

Стадия гидратации Еноил-Ко. А- гидратаза b - Оксиацил-Ко. А

Вторая стадия дегидрирования + НАД β-оксиацил-Ко. А β-гидроксиацил-Ко. А- дегидрогеназа + НАДН+ + Н+ β-кетоацил-Ко. А

Тиолазная реакция + HS-Ko. A Тиолаза β-кетоацил-Ко. А + Ацил-Ко. А вновь проходит путь β-окисления вплоть до образования бутирил-Ко. А, который окисляется до двух молекул ацетил-Ко. А.

Баланс β-окисления пальмитиновой кислоты (С 16) При окислении жирной кислоты, содержащей n углеродных атомов n получается n/2 ацетил-Ко. А, n происходит (n/2 – 1) циклов β-окисления, так как при окислении бутирил-Ко. А получаются сразу 2 молекулы ацетил-Ко. А. Расчёт для пальмитиновой кислоты: n 16/2 = 8 ацетил-Ко. А, n 16/2 – 1 = 7 циклов β-окисления, n 7*5 = 35 n 8*12 = 96 n 96 + 35 -1=130 АТФ. β-окисление жирных кислот с нечётным числом атомов углерода В конечном итоге образуются ацетил-Ко. А и пропионил-Ко. А.

β-окисление ненасыщенных жирных кислот n Наличие дополнительных ферментов изомеразы и эпимеразы обеспечивает возможность полного окисления всех ненасыщенных жирных кислот. n Осуществляется: n перемещение двойной связи из положения 3 -4 в положение 2 -3, n изменение конфигурации двойной связи из цис- в транс-положение при помощи фермента цис-транс-еноил-Ко. А-изомеразы. Окисление жирных кислот протекает в печени, мышцах, жировой ткани. Мышцы, миокард, печень активно используют жирные кислоты как источники энергии. Регуляция b-окисления n Регуляторный фермент – карнитинацилтрансфераза. n Чем интенсивнее идёт распад АТФ, тем быстрее окисляются жирные кислоты. n Скорость b-окисления зависит от доступности субстрата ацил-Ко. А. n b-окисление активируется в постабсорбтивный период или при длительной физической работе, когда в результате распада жиров в жировой ткани в крови увеличивается концентрация жирных кислот

Биосинтез липидов идёт в жировой ткани, печени, почках, нервной ткани. Биосинтез липидов зависит от распада глюкозы АТФ, НАДФН 2, ацетил-Ко. А. Пути образования и использования Ацетил-Ко. А Стероидные гормоны.

Биосинтез жирных кислот n идёт в цитоплазме, n нужен ацетил-Ко. А из митохондрий, n участвует малонил-Ко. А, n происходит перенос ацетил-Ко. А в цитоплазму, n участвует мультиферментный комплекс синтетаза жирных кислот, n требуется биотин, n нужен НАДФН 2, n требуется АПБ на всех этапах. Перенос ацетил-Ко. А из митохондрий в цитоплазму n Ацетил-Ко. А не проникает через мембрану митохондрий в цитоплазму. Ацетил-Ко. А + ЩУК цитрат + НSКо. А n Цитрат с помощью транслоказы переносится в цитоплазму.

Реакции синтеза жирных кислот СН 3 -CО-S-Ko. A + биотин-СО 2 + АТФ Ацетил-Ко. А-карбоксилаза (инсулинзависимая) НООС-СН 2 -CО-S-Ko. A + АДФ + Фн малонил-Ко. А

Ацетил-Ко. А-карбоксилаза n аллостерический фермент, активатором является цитрат, n повышение содержания цитрата в митохондриях приводит к тому, что при помощи челночного механизма он поступает в цитоплазму. n Появление цитрата в цитоплазме –сигнал того, что ЦТК перегружен «топливом» и избыток ацетил-Ко. А должен запасаться в виде жира. n Роль простетической группы в АПБ играет 4 -фосфопантетеин. Это подвижная «рука» , переносящая остатки жирных кислот от активного центра фермента к другому. Вторая SH-группа в молекуле 3 -кетоацил-АПБ-синтазы от цистеина. n Сульфгидрильные группы синтетазы жирных кислот вначале взаимодействуют с ацильными группами: ацетильная группа присоединяется к SH-группе цистеина, а малонильная к SH-группе фосфопантетеина.

СН 3 -CО-S-Ko. A + HS-АПБ АПБ-ацетилтрансфераза HS-Ко. А + СН 3 -CО-S-АПБ ацетил-АПБ

НООС-СН 2 -CО-S-Ko. A + HS-АПБ (малонил-Ко. А) АПБ-малонилтрансфераза HS-Ко. А + НООС-СН 2 -CО-S-АПБ малонил-АПБ

Далее происходит конденсация малонил-АПБ и ацетил-АПБ. СН 3 -CО-S-АПБ + НООС-СН 2 -CО-S-АПБ ацетил-АПБ малонил-АПБ СН 3 -CО-СН 2 -CО-S-АПБ + СO 2 β-Кетоацил- АПБсинтаза ацетоацетил-АПБ

СН 3 -CО-СН 2 -CО-S-АПБ + НАДФН+Н+ ацетоацетил-АПБ β-Кетоацил- АПБ-редуктаза СН 3 -CH(ОH)-СН 2 -CО-S-АПБ+НАДФ+ β-оксибутирил-АПБ

СН 3 -CH(ОH)-СН 2 -CО-S-АПБ β-оксибутирил-АПБ β-оксиацил- АПБ-дегидратаза СН 3 -CH=СН-CО-S-АПБ + Н 2 О кротонил-АПБ

СН 3 -CH=СН-CО-S-АПБ + НАДФН+Н+ кротонил-АПБ еноил. АПБ -редуктаза СН 3 -CH 2 -СН 2 -CО-S-АПБ +НАДФ+ бутирил-АПБ

n Далее цикл повторяется. n Малонил-Ко. А переносится на SH-группу фосфопантетеина АПБ. Бутирил-АПБ + малонил-АПБ кетокапронил. АПБ + СО 2 Пальмитиновая кислота – предшественник для других жирных кислот.

Источники НАДФН+Н n на 50% -пентозный цикл, n изоцитратдегидрогеназная реакция, n малик-реакция. Полиненасыщенные жирные кислоты Линолевая, линоленовая жирные кислоты в организме не синтезируются. n Арахидоновая кислота синтезируется из линолевой, если последняя поступает в большом количестве с пищей. Мононенасыщенные жирные кислоты n Олеиновая, пальмитоолеиновая жирные кислоты синтезируются из пальмитиновой и стеариновой кислот в микросомах клеток печени и жировой ткани при участии оксигеназы и кислорода. n Из олеиновой кислоты идёт синтез невроновой и оксиневроновой кислот.

Биосинтез ТАГ n В почках, стенке кишечника, печени высока активность глицеролкиназы. Mg 2+ +АТФ +АДФ глицеролкиназа Глицерол-3 -фосфат

n В мышцах, жировой ткани активность глицеролкиназы низкая и образование глицерол-3 -фосфата связано с гликолизом и гликогенолизом. НАДН+Н+ НАД+ глицеролфосфат. ДГ Глицерол-3 -фосфат

2 Фосфатидная Глицерол-3 -фосфат кислота глицеролфосфатацил трансфераза

H 3 PO 4 фосфатидатфосфогидролаз а Фосфатидная кислота 1, 2 -диглицерид

HSKo. A диглицеридацилтрансфераза 1, 2 -диглицерид Триацилглицерин Жиры, синтезированные в жировой ткани, там и откладываются, а из печени жиры транспортируются в составе липопротеинов

Показатели липидного обмена в крови здорового человека n Общие липиды 4 -10 г/л n Триглицериды 1 -1, 5 г/л n Фосфолипиды 2 -2, 5 г/л n Холестерин 1, 5 -2 г/л n ЛПОНП 1, 2 г/л n ЛПВП 3, 5 г/л n ЛПНП 4, 5 г/л n НЭЖК 0, 1 г/л

В плазме крови новорожденных n содержание ЛП ниже, чем у взрослых, причём полностью отсутствуют ХМ, а ЛПОНП резко снижены. n Доля холестерина в ЛПВП новорожденных в 2 раза больше, чем у взрослых. n С возрастом уровень ЛПВП снижается, а ЛПНП - повышается. n У новорожденных основным классом ЛП в крови являются ЛПВП.