МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОСНОВЫ БИОХИМИИ ЛИПИДЫ
БИОХИМИЯ. ОРГАНИЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА Липиды (жиры) — группа природных органических соединений, включающая жиры и жироподобные вещества. Функции липидов существенно зависят от их вида и строения: Резервно-энергетическая функция • • • ТАГ являются основным энергетическим резервом организма при голодании; Адипоциты содержат 65 -85% ТАГ и эфиров холестерина. Жиры – основной энергетический источник поперечно-полосатой мускулатуры, печени и почек. q Низкий уровень окисления; q Гидрофобность. Структурная функция Липидные соединения являются основой клеточных мембран – липидного бислоя. Изоляционная функция Липиды – обладают низкой теплопроводностью, и как следствие высокими теплоизоляционными свойствами. Сигнальная функция Некоторые липиды служат в качестве гормонов и медиаторов.
БИОХИМИЯ. ОРГАНИЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА В класс липидов входят разнообразные по своему строению вещества. Объединить их можно только по одному свойству – гидрофобности. По отношению к гидролизу в щелочной среде все липиды подразделяют на две большие группы: Омыляемые липиды При гидролизе в щелочной среде образуют спирт и соли жирных кислот. Неомыляемые липиды Не гидролизуются в щелочной и кислой средах: • Стероиды и их производные; • Желчные кислоты. Простые липиды Сложные липиды При гидролизе образуют спирт и жирные кислоты. • Воска • Триацилглицерины При гидролизе образуют спирт жирные кислоты и другие вещества. • Гликолипиды • Фосфолипиды • Сфинголипиды
БИОХИМИЯ. ОРГАНИЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА Свойства и функции липидов зависят от жирных кислот, входящих в состав практически всех липидов, кроме эфиров холестирола. Жирные кислоты человека характеризуются следующими особенностями: • четное число углеродных атомов в цепи; • отсутствие разветвлений цепи; • наличие двойных связей только в цис-конформации. Жирные кислоты по строению неоднородны и различаются длиной цепи и количеством двойных связей: Насыщенные жирные кислоты Жирные кислоты, не содержащие двойных связей. Ненасыщенные жирные кислоты Жирные кислоты, содержащие двойные связи. Мононенасыщенные ЖК Полиненасыщенные ЖК В углеродной цепи имеется одна двойная связь. В углеродной цепи имеется 2 и более двойных связи. По положению двойной связи относительно последнего атома углерода полиненасыщенные жирные кислоты делят на ω9, ω6 и ω3 жирные кислоты.
БИОХИМИЯ. ОРГАНИЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА Жирные кислоты определяют свойства молекул, в состав которых они входят, поэтому находятся в совершенно разных продуктах. • Насыщенных и мононенасыщенных жирные кислоты формируют твердые жиры и их источниками служат сливочное масло, сыр и другие молочные продукты, свиной и говяжий жир. • Полиненасыщенные ω6 -жирные кислоты в больших количествах содержатся в растительных маслах – подсолнечном, конопляном, льняном. • Полиненасыщенные ω3 -жирные кислоты в больших количествах находятся в рыбьем жире. Жирные кислоты выполняют следующие функции в организме: Энергетическая функция Благодаря окислению жирных кислот ткани организма получают более половины всей энергии. В этой роли используются насыщенные и мононенасыщенные жирные кислоты. Структурная функция Полиненасыщенные ЖК определяют биологическую активность фосфолипидов, свойства биологических мембран, взаимодействие с мембранными белками и их транспортную и рецепторную активность.
БИОХИМИЯ. ОРГАНИЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА Фосфолипиды представляют собой соединение спирта глицерола или сфингозина с высшими жирными кислотами и фосфорной кислотой. В организме человека наиболее распространены глицерофосфолипиды: • Формируют липидный бислой клеточных мембран • Обеспечивают активность мембранных ферментов, вязкость и проницаемость мембран. Источниками фосфолипидов является любой жир, используемый в пищу. В результате фосфолипидов поступает около 8 -10 г. сутки. Триацилглицеролы В состав ТАГ входит трехатомный спирт глицерол и три жирные кислоты. Жирные кислоты могут быть насыщенные и мононенасыщенные. ТАГ подразделяют на простые (в состав входят одинаковые ЖК) и сложные. В организме ТАГ: • Обеспечивают энергетически запас для поддержания • жизнедеятельности; Обеспечивают теплоизоляцию; • Обеспечивают механическую защиту. ТАГ являются наиболее распространенными липидами в организме человека, их доля составляет 16 -23% от массы тела. Источниками ТАГ являются любые жиры.
БИОХИМИЯ. ОРГАНИЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА Холестерин(холистерол) — органическое соединение, природный жирный (липофильный) спирт, содержащийся в клеточных мембранах организмов. Структурная функция Входит в состав клеточной плазматической мембраны, являясь модификатором бислоя, придавая ему определённую жёсткость за счёт увеличения плотности «упаковки» молекул фосфолипидов. Протометаболитическая функция Холестерин является первичным метаболитом для: • биосинтеза стероидных половых гормонов и кортикостероидов; • желчных кислот и витаминов группы D Предохраняет эритроциты крови от действия гемолитических(кровяных) ядов. Транспортная функция Холестерин в крови находится в виде липопротеинов - хорошо растворимых комплексных соединений с особыми белками-транспортерами. Липопротеины высокой плотности (ЛПВП) Липопротеины низкой плотности (ЛПНП)
БИОХИМИЯ. ОРГАНИЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА Для преобразования энергии, заключенной в жирных кислотах, в энергию связей АТФ существует метаболический путь окисления жирных кислот до углекислого газа и воды (β-окисление), проходящий в 4 этапа. Активация жирных кислот Для активации жирной кислоты необходимо присоединение к ней коэнзима А с образованием ацил-S-Ко. А, отщеплением -OH от карбоксильной группы. Проникновение в митохондрию Ацил-S-Ко. А не способен самостоятельно проходить через митохондриальную мембрану, поэтому переносится в комплексе с витаминоподобным веществом карнитином в виде Ацил-карнитина. Реактивация жирной кислоты Внутри митохондрии вновь образуется ацил-S-Ко. А, уже непосредственно вступающий на путь β-окисления. β-окисление Процесс β-окисления состоит из 4 -х повторяющихся циклически реакций. Количество получаемой энергии зависит от размеров и строения молекулы. Например, при окислении С 16 насыщенной ЖК образуется 129 АТФ. В случае ненасыщенных кислот необходимы дополнительные затраты на перемещение и насыщение двойных связей, по 2 АТФ на каждую.
БИОХИМИЯ. ОРГАНИЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА При избытке глюкозы в организме часть глюкозы может быть использована при эндогенном синтезе жирных кислот. Биосинтез жирных кислот наиболее активно происходит в гепатоцитах, клетках кишечника, жировой ткани в состоянии покоя или после еды. Образование Ацетил-SKo. A Ацетил-коэнзим А образовывается в митохондриях при разложении глюкозы и жирных кислот в процессе аэробного окисления. Перенос из митохондрии Ацетил-S-Ко. А покидает митохондрию через мембрану в комплексе с карнитином (обратный транспорт) или в комплексе с лимонной кислотой. Образование Малонил-SКо. А Синтез пальмитиновой кислоты Представляет собой ферментативный цикл присоединения и последующего восстановления ацетильных групп малонил-SKo. A до образования пальмитиновой кислоты (CH 3(CH 2)14 COOH).
БИОХИМИЯ. ОРГАНИЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА Начальные этапы синтеза ТАГ и фосфолипидов совпадают и происходят при наличии глицерола и «активированных» жирных кислот (ацил-SKo. A). Образование глицерол-3 -фосфата • В почках и стенке кишечника глицерин фосфорилируется за счет АТФ; • В жировой ткани и мышцах образование глицерол-3 фосфата образуется из дигидроксиацетонфосфата; • В печени синтез глицерол-3 -фосфата идет обоими путями. Образование фосфатидной кислоты
БИОХИМИЯ. ОРГАНИЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА Синтез ТАГ проходит при гидролизации фосфатида до 1, 2 ДАГ(диацилглицерида), а затем 1, 2 –ДАГ ацилируется молекулой ацил-SКо. А. Процесс синтеза ТАГ увеличивается при следующих условиях: Источники доступной энергии и субстрата • Диета богатая простыми углеводами (глюкоза, сахароза) – большое количество полученной глюкозы инициирует синтез ТАГ в печени и адипоцитах; • Этанол – высокоэнергетическое соединение, инициирующее расход энергии своего разложения на синтез ТАГ в печени. Повышение концентрации жирных кислот • Воздействие веществ (фармпрепараты, кофеин); • Эмоциональный стресс; • Отсутствие мышечной деятельности. Гормональные нарушения Нарушения концентрации инсулина и глюкагона в крови. Образование ТАГ зависит только от наличия субстрата и более никак не регулируется. Отсутствие тормозящего влияния продукта реакции позволяет жировой клетке накапливать жиры практически в любых количествах.
БИОХИМИЯ. ОРГАНИЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА Фосфолипиды(ФЛ) — сложные эфиры многоатомных спиртов с жирными кислотами и фосфорной кислотой. Наиболее распространенными в тканях животных являются глицерофосфолипиды. Аддитивный синтез Синтез de novo Липотропные факторы являются источниками регуляции субстрата ТАГ.
Скачать презентацию МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОСТИ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ОСНОВЫ БИОХИМИИ ЛИПИДЫ
03_MBO_BZhD_Osnovy_Biokhimii_Lipidy.pptx