Депонирование и мобилизация жиров Обмен триацилглицеринов С

Депонирование и мобилизация жиров

Обмен триацилглицеринов С пищей в сутки поступает 70 г ТГ. Эндогенный синтез ТГ идёт в: n печени, n жировой ткани, n 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.

Обмен липидов

Функции резервных жиров n n n резервуар энергии, теплоизоляционная, защита от механических травм.

Транспорт ТГ осуществляют n n ХМ, ЛПОНП.

Липопротеидлипаза 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. n

Тканевые липазы активируются n n n адреналином, глюкагоном, АКТГ.

Мобилизация депонированных жиров n n n происходит путём их гидролиза до жирных кислот и глицерина липазами жировых клеток. Жирные кислоты поступают в кровь и транспортируются в соединении с альбумином к разным органам. Глицерин поступает в кровь и там превращается в глицерофосфат, который используется в гликолизе или глюконеогенезе.

Окисление глицерина АТФ Mg 2+ АДФ Глицеролкиназа Глицерин Глицерол-3 -фосфат

НАД Глицерол-3 -фосфат НАДН+Н+ Глицеролфосфатдегидрогеназа Диоксиацетонфосфат

Лактат Анаэробный путь ФГА Аэробный путь CO 2 + H 2 O + E

Триозофосфатизомераза Диоксиацетон Фосфоглицериновый альдегид

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

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

Фосфоглицеро мутаза 3 -фосфоглицерат 2 -фосфоглицерат

Mg 2+ Н 2 О 2 -фосфоглицерат Енолаза Фосфоенолпируват

АДФ Фосфоенолпируват Mg 2+ АТФ Пируваткиназа Пируват (ПВК)

Ацетил- Ко. А Пируват (ПВК) Цикл Кребса

Цикл Кребса Цитрат-синтаза Изоцитратдегидрогеназа Аконитатгидратаза α-Кетоглутарат дегидрогеназный комплекс Фумараза Сукцинатдегидрогеназа Аконитатгидратаза Сукцинил-Ко. А -синтетаза Малатдегидрогеназа

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

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

COOH | CH 2 | C=O | COOH L-кетоглутарат HS-Ko. A НАД+ НАДН+Н+ СО 2 α-Кетоглутаратдегидрогеназный комплекс COOH | CH 2 | СН 2 | C=O S-Ko. A Cукцинил-Ко. А

COOH | CH 2 | ГДФ ГТФ СН 2 + Фн | C=O Сукцинил-Ко. А-синтетаза S-Ko. A Cукцинил-Ко. А COOH | CH 2 | СН 2 | COOH Сукцинат + HS-Ko. A

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

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

COOH | HO-C-H | H-С-H | COOH Малат НАД+ НАДН+Н+ Малатдегидрогеназа COOH | C=O | СH 2 | COOH Оксалоацетат

Баланс аэробного распада глицерина 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. n

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 n n Кнооп установил, что окисление идёт в β-положении. Ленинджер и Кеннеди установили, что процесс протекает в митохондриях с использованием АТФ. 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. Асинтетаза

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

Ацилкарнитин (в цитоплазме) Карнитинацил- Ацил-Ко. А трансфераза Карнитин (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 + ФАДН 2 Еноил-Ко. А

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

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

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.

Баланс β-окисления

β-окисление жирных кислот с нечётным числом атомов углерода В конечном итоге образуются ацетил-Ко. А и пропионил-Ко. А. АТФ, биотин-СО 2 Пропионил-Ко. А Метилмалонил-Ко. А Карбоксилаза Сукцинил-Ко. А Цикл Кребса мутаза

β-окисление ненасыщенных жирных кислот n n Наличие дополнительных ферментов изомеразы и эпимеразы обеспечивает возможность полного окисления всех ненасыщенных жирных кислот. Осуществляется: перемещение двойной связи из положения 3 -4 в положение 2 -3, изменение конфигурации двойной связи из цис- в транс-положение при помощи фермента цис-транс -еноил-Ко. А-изомеразы.

β-окисление ненасыщенных жирных кислот

Окисление жирных кислот протекает в n n n печени, мышцах, жировой ткани. Мышцы, миокард, печень активно используют жирные кислоты как источники энергии.

Регуляция b-окисления n n Регуляторный фермент – карнитинацилтрансфераза. Чем интенсивнее идёт распад АТФ, тем быстрее окисляются жирные кислоты. Скорость b-окисления зависит от доступности субстрата ацил-Ко. А. 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

Аллостерическая регуляция метаболизма жирных кислот в печени

Биосинтез липидов идёт в n n жировой ткани, печени, почках, нервной ткани.

Биосинтез липидов зависит от распада глюкозы n n n АТФ, НАДФН 2, ацетил-Ко. А.

Пути образования и использования Ацетил-Ко. А Стероидные гормоны.

Биосинтез жирных кислот n n n n идёт в цитоплазме, нужен ацетил-Ко. А из митохондрий, участвует малонил-Ко. А, происходит перенос ацетил-Ко. А в цитоплазму, участвует мультиферментный комплекс синтетаз жирных кислот, требуется биотин, нужен НАДФН 2, требуется АПБ на всех этапах.

Перенос ацетил-Ко. А из митохондрий в цитоплазму 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. n n В цитоплазме: цитрат + НSКо. А +АТФ Ацетил-Ко. А +АДФ+Фн+ЩУК Цитратлиаза НАДН+Н+ ЩУК НАД+ малат НАДФН+Н+ НАДФ+ Малик-фермент ПВК+ СО 2

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 n n аллостерический фермент, активатором является цитрат, повышение содержания цитрата в митохондриях приводит к тому, что при помощи челночного механизма он поступает в цитоплазму. Появление цитрата в цитоплазме –сигнал того, что ЦТК перегружен «топливом» и избыток ацетил-Ко. А должен запасаться в виде жира.

Далее действует мультиферментный комплекс – синтетаза жирных кислот, который представляет собой 6 ферментов, связанных с АПБ. SH АПБ SH

n 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. 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 β-Кетоацил. АПБсинтаза СН 3 -CО-СН 2 -CО-S-АПБ + СO 2 ацетоацетил-АПБ

СН 3 -CО-СН 2 -CО-S-АПБ + НАДФН+Н+ β-Кетоацилацетоацетил-АПБ 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

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. n

Источники НАДФН+Н n n n на 50% -пентозный цикл, изоцитратдегидрогеназная реакция, малик-реакция. НАДФН+Н+ Малат НАДФ+ СО 2 + ПВК МДГ декарбоксилирующая +

Полиненасыщенные жирные кислоты n n Линолевая, линоленовая жирные кислоты в организме не синтезируются. Арахидоновая кислота синтезируется из линолевой, если последняя поступает в большом количестве с пищей. Мононенасыщенные жирные кислоты n n Олеиновая, пальмитоолеиновая жирные кислоты синтезируются из пальмитиновой и стеариновой кислот в микросомах клеток печени и жировой ткани при участии оксигеназы и кислорода. Из олеиновой кислоты идёт синтез невроновой и оксиневроновой кислот.

Гормональная регуляция обмена жирных кислот

Биосинтез ТАГ n В почках, стенке кишечника, печени высока активность глицеролкиназы. +АТФ Mg 2+ +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 Глицерол-3 -фосфат Фосфатидная 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 n n n Общие липиды Триглицериды Фосфолипиды Холестерин ЛПОНП ЛПВП ЛПНП НЭЖК 4 -10 г/л 1 -1, 5 г/л 2 -2, 5 г/л 1, 5 -2 г/л 1, 2 г/л 3, 5 г/л 4, 5 г/л 0, 1 г/л

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