Значение ресинтеза

Вопрос 2

1. Переваривание экзогенного жира обязательно требует предварительного эмульгирования.

Эмульгаторы – вещества амфифильной природы.

Общее в строении эмульгаторов: наличие гидрофильных и гидрофобных участков. Гидрофильным участком молекула эмульгатора растворяется в воде, гидрофобным - в жире. Благодаря этому создается большая площадь контакта жира с водной фазой, в которой находится фермент переваривающий жир.

В организме человека эмульгаторами являются желчные к-ты. Это вещества стероидной природы. Синтезируются в печени из холестерина путем окисления по монооксигеназному пути (свободно-радикальное окисление) в две первичные желчные кислоты: холевую и хенодезоксихолевую, которые затем связываются с аминокислотными остатками глицина и таурина.

Гидрофобным компонентом всех желчных кислот является производное холестерина. Гидрофильным компонентом – функциональные группы: гидроксильная, карбоксильная, сульфидная.

После приема жирной пищи желчный пузырь сокращается и желчь изливается в просвет двенадцатиперстной кишки. Желчный кислоты действуют как дергенты, располагаясь на поверхности капель жира и снижая поверхностное натяжение. В результате крупные капли жира распадаются на множество мелких (ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ). Этому процессу еще способствует перистальтика кишечника.

2. Переваривание липидов – гидролиз сложноэфирных связей жиров панкреатической липазой преимущественно в положении 1 и 3, поэтому основными продуктами гидролиза являются свободные жирные кислоты и 2-моноацилглицеролы.

Основное место переваривания – кишечник (+ участвуют липазы языка)

- При поступлении пищи в кишечник, слизистая секретирует в кровь гормон холецистокинин. Холецистокинин действует на желчный пузырь, стимулируя секрецию желчных кислот. Холецистокинин действует на поджелудочную железу, стимулируя секрецию пищеварительных ферментов.

- Другие клетки кишечника, при поступлении кислого содержимого из желудка, выделяют секретин – гормон, стимулирующий секрецию бикарбоната в сок поджелудочной железы.

- Ресинтез жира (образование триацилглицеродов в энтероцитах после всасывания продуктов переваривания липидов)

- Желчные кислоты по системе воротной вены возвращаются в печень, и могут снова поступать в желчь, этот процесс называется рециркуляцией желчных кислот.

Нарушения липидного обмена – стеаторея - появление в кале липидов.

В зависимости от этиологии различают три группы стеаторей:

1. панкреатогенная стеаторея обусловлена дефицитом панкреатической липазы. Это приводит к снижению интенсивности процессов гидролитического расщепления в кишечнике триацилглицеридов до глицерина и ЖК. Наблюдается обычно при панкреатинах, гипоплазии поджелудочной железы, наследственном дефиците липазы;

2. гепатогенная стеаторея связана с нарушением поступления желчи в 12-перстную кишку. В связи с этим жиры не эмульгируются и намного хуже подвергаются гидролизу липазой. Помимо этого в кале отсутствуют желчные пигменты. Наблюдается при закупорке или сужении желчных путей, гепатитах и циррозе;

3. энтерогенная стеаторея обусловлена снижением метаболической активности слизистой оболочки тонкого отдела, где происходит синтез собственных липидов организма. Наблюдается при наследственном дефиците ферментов синтеза липидов, воспалении слизистой оболочки и обширной резекции тонкого отдела кишечника.

Вопрос 3:

Всасывание продуктов переваривания липидов:

Продукты гидролиза липидов - жирные кислоты с длинным углеводородным радикалом, 2-моноацилглицеролы, холестерол, а также соли жёлчных кислот образуют в просвете кишечника структуры, называемые смешанными мицеллами. Мицеллы сближаются со щёточной каймой клеток слизистой оболочки тонкого кишечника, и липидные компоненты мицелл диффундируют через мембраны внутрь клеток. Вместе с продуктами гидролиза липидов всасываются жирорастворимые витамины A, D, Е, К и соли жёлчных кислот.

Наиболее активно соли жёлчных кислот всасываются в подвздошной кишке. Жёлчные кислоты далее попадают через воротную вену в печень, из печени вновь секретируются в жёлчный пузырь и далее опять участвуют в эмульгировании жиров. Этот путь жёлчных кислот называют "гепатоэнтеральная циркуляция". Каждая молекула жёлчных кислот за сутки проходит 5- 8 циклов, и около 5% жёлчных кислот выделяется с фекалиями.

Всасывание жирных кислот со средней длиной цепи, образующихся, например, при переваривании липидов молока, происходит без участия смешанных мицелл. Эти жирные кислоты из клеток слизистой оболочки тонкого кишечника попадают в кровь, связываются с белком альбумином и транспортируются в печень.

Вслед за процессом всасывания - происходит процесс ресинтеза жира.

Ресинтез жира – процессс образования триацилглицеридов в энтероцитах после всасывания продуктов переваривания липидов.

Значение ресинтеза

- образование жиров, близких по составу к жирам организма. Из ресинтезированного жира, других липидов и апобелков формируются липопротеиновые частицы, а именно хиломикроны.

Основные пути превращения хиломикронов (ХМ):

1) Жиры, образовавшиеся в результате ресинтеза в клетках слизистой оболочки тонкого кишечника, упаковываются в ХМ. Основной апопротеин в составе ХМ - белок апоВ-48. В кишечнике в результате посттранскрипционных превращений "считывается" последовательность мРНК. Белок апоВ-48 синтезируется в шероховатом ЭР и там же гликозилируется. Затем в аппарате Гольджи происходит формирование ХМ.

2) По механизму экзоцитоза они выделяются в хилус, образующийся в лимфатической системе кишечных ворсинок, и через главный грудной лимфатический проток попадают в кровь. ХМ транспортируют жир к различным тканям.

3) В крови триацилглицериды, входящие в состав зрелых ХМ, гидролизуются ферментом липопротеин-липазой. В результате гидролиза молекул жиров ЛП-липазой образуются: глицерин, 3 молекулы жирных кислот и остаточные хиломикроны.

4) - Жирные кислоты в адипоциты (ВЖК à триглицериды)

- Жирные кислоты в мыщцы (ВЖК àCO₂ + H₂O + Энергия)

- Глицерин в гепатоциты для синтеза жиров (ХС, ЖК, аминокислот, глицерина)

- Остаточные хиломикроны эндоцитоз в печени à внутрь клеток à утилизация ферментами лизосом.

Вопрос 4

Липопротеины - это сферические частицы, в которых можно выделить гидрофобную сердцевину (ядро), состоящую из триглицеридов (ТРГ) и эфиров холестерина (ЭХС) и амфифильную оболочку, в составе которой – фосфолипиды, гликолипиды и белки. Белки оболочки называются апобелками. Холестерин (ХС) обычно занимает промежуточное положение между оболочкой и сердцевиной. Компоненты частицы связаны слабыми типами связей и находятся в состоянии постоянной диффузии – способны перемещаться друг относительно друга.

Основная роль липопротеинов – транспорт липидов, поэтому обнаружить их можно в биологических жидкостях. При изучении липидов плазмы крови оказалось, что их можно разделить на группы, так как они отличаются друг от друга по соотношению компонентов. У разных липопротеинов наблюдается различное соотношение липидов и белка в составе частицы, поэтому различна и плотность. Липопротеины разделяют по плотности методом ультрацентрифугирования, при этом они не осаждаются, а всплывают (флотируют). Мерой всплывания является константа флотации, обозначаемая S_f (сведберг флотации). Липопротеины можно разделить и методом электрофореза. При классическом щелочном электрофорезе разные липопротеины ведут себя по-разному. При помещении липопротеинов в электрическое поле хиломикроны остаются на старте. Определение липопротеинового спектра плазмы крови применяется в медицине для диагностики атеросклероза.

Метаболические превращения ЛПОНП, ЛПНП, ЛПВП – см. лекции.

____________________________________________________________________________________________

Функции апопротеинов:

• В-48 - основной белок ХМ;
• В-100 - основной белок ЛПОНП, ЛПНП, ЛППП, взаимодействует с рецепторами ЛПНП;
• С-II - активатор ЛП-липазы, переносится с ЛПВП на ХМ и ЛПОНП в крови;
• Е - взаимодействует с рецепторами ЛПНП;
• A-I - активатор фермента лецитингхолестеролацилтрансферазы (ЛХАТ).

А так же:

1. Апобелки выполняют функцию эмульгаторов, потому что являются амфифильными веществами. 2. Некоторые из аполипопротеинов являются регуляторами активности ферментов липидного обмена. 3. Могут обладать собственной ферментативной активностью. Могут выступать в качестве лигандов клеточных рецепторов для липопротеинов. Многие апобелки осуществляют транспорт липидов из одного липопротеина в другой.

Вопрос 5

Липолиз – распад жира.

Катаболизм происходит в 3 этапа:

1.Гидролиз жира до ТГ (триглицеридов) и ЖК. Обеспечивается липазами.

2. Глицерин à ацетил-КоА

3. бетта-окисление ЖК à до ацетил-КоА.

Биологическая роль: 1) Энергетическая 2) Сигнальная.

Схемы этапов липолиза:

1 этап:

Продукты: глицерин, ЖК

(выходят из жировой ткани à кровь à клетки других тканей.)

Фермент: клеточная липаза. Транспорт ЖК обеспечивают альбумины.

________________________________________________________________________

2 этап:Распад Глицерина: (вопрос 6)

В механизме транспорта ЖК из цитоплазмы в митохондрию участвует спец. вещество – карнитин, которое усиливает сжигание жира при физических нагрузках.

____________________________________________________________________________________________

3 этап:β-Окисление

- специфический путь катаболизма жирных кислот, при котором от карбоксильного конца жирной кислоты последовательно отделяется по 2 атома углерода в виде ацетил-КоА. Метаболический путь - β-окисление - назван так потому, что реакции окисления жирной кислоты происходят у β-углеродного атома. Реакции β-окисления и последующего окисления ацетил-КоА в ЦТК служат одним из основных источников энергии для синтеза АТФ по механизму окислительного фосфорилирования. β-Окисление жирных кислот происходит только в аэробных условиях.

Особенности:

1. Циклический процесс. Ацил-КоА – возвращается в бетта-окисление ЖК, а ацетил-КоА – в ЦТК.

2. Субстрат – ЖК (стеариновая, пальмитиновая) à ацил-КоА.

3. Продукт: ацетил-КоА.

4. Ферменты:

- ацил-КоА-дегидрогеназа (ФАД) - гидроксиацил-КоА-дегидрогеназа (НАД)

Активация жирных кислот. Перед тем, как вступить в различные реакции, жирные кислоты должны быть активированы, т.е. связаны макроэргической связью с коферментом А:

RCOOH + HSKoA + АТФ → RCO ~ КоА + АМФ + PPi.

Реакцию катализирует фермент ацил-КоА синтетаза. Выделившийся в ходе реакции пирофосфат гидролизуется ферментом пирофосфатазой: Н₄Р₂О₇ + Н₂О → 2 Н₃РО₄.

β- Окисление жирных кислот - специфический путь катаболизма жирных кислот, протекающий в матриксе митохондрий только в аэробных условиях и заканчивающийся образованием ацетил-КоА. Водород из реакций β-окисления поступает в ЦПЭ, а ацетил-КоА окисляется в цитратном цикле, также поставляющем водород для ЦПЭ. Поэтому β-окисление жирных кислот - важнейший метаболический путь, обеспечивающий синтез АТФ в дыхательной цепи.

1.β-Окисление начинается с дегидрирования ацил-КоА FAD-зависимой ацил-КоА дегидрогеназой с образованием двойной связи между α- и β-атомами углерода в продукте реакции - еноил-КоА.

2. Восстановленный в этой реакции кофермент FADH₂ передаёт атомы водорода в ЦПЭ на кофермент Q. В результате синтезируются 2 молекулы АТФ.

3.В следующей реакции β -окисления по месту двойной связи присоединяется молекула воды таким образом, что ОН-группа находится у β-углеродного атома ацила, образуя β-гидроксиацил-КоА.

4. Затем β-гидроксиацил-КоА окисляется NАD⁺-зависимой дегидрогеназой. Восстановленный NADH, окисляясь в ЦПЭ, обеспечивает энергией синтез 3 молекул АТФ.

5. Образовавшийся β-кетоацил-КоА подвергается тиолитическому расщеплению ферментом тиолазой, так как по месту разрыва связи С-С через атом серы присоединяется молекула кофермента А. В результате этой последовательности из 4 реакций от ацил-КоА отделяется двухуглеродный остаток - ацетил-КоА.

6. Жирная кислота, укороченная на 2 атома углерода, опять проходит реакции дегидрирования, гидратации, дегидрирования, отщепления ацетил-КоА.

Энергетический эффект:

Вопрос 7

Синтез жиров активируется в абсорбтивный период и происходит в основном в жировой ткани и печени. Но если жировая ткань - место депонирования жира, то печень выполняет важную роль превращения части углеводов, поступающих с пищей, в жиры, которые затем секретируются в кровь в составе ЛПОНП и доставляются в другие ткани (в первую очередь, в жировую). Синтез жиров в печени и жировой ткани стимулируется инсулином. Мобилизация жира активируется в тех случаях, когда глюкозы недостаточно для обеспечения энергетических потребностей организма: в постабсорбтивный период, при голодании и физической работе под действием гормонов глюкагона, адреналина, соматотропина. Жирные кислоты поступают в кровь и используются тканями как источники энергии.

Синтез жиров происходит в абсорбтивный период в печени и жировой ткани.

Непосредственными субстратами в синтезе жиров являются ацил-КоА и глицерол-3-фосфат.

Ключевой фермент – ацетил-КоА-карбоксилаза.

Ингибиторы: адреналин и глюкагон.

Активаторы: инсулин и цитрат.

АТФ необходим для синтеза активных форм субстратов, используемых в процессе синтеза жира. Для синтеза нейтрального жира необходим глицерин в активной форме - глицерол-3-фосфат, который может быть получен двумя способами:

1. Путем активации глицерина с помощью глицеринкиназы.

2. Путем восстановления фосфодиоксиацетона, полученного при распаде глюкозы.

Кроме глицерина, для синтеза нейтрального жира необходимы ЖК в активной форме. Активная форма любой жирной кислоты – Ацил-КоА. Образуется при участии фермента ацил-КоА-синтазы. Здесь наблюдается глубокий распад АТФ до АМФ. АМФ не может вступить в окислительное фосфорилирование. Поэтому существует реакция: АТФ + АМФ Þ 2АДФ. Поэтому затраты на активацию молекулы жирной кислоты эквивалентны затрате двух АТФ.

Следующим этапом на пути синтеза жира является реакция образования фосфатидной кислоты. Реакция катализируется ключевым ферментом липогенеза – глицерол-3-фосфатацилтрансферазой.

Для этого фермента нет аллостерических эффекторов, но обнаружен адипсин (ацилстимулирующий белок), который облегчает взаимодействие Ацил-КоА с ферментом.

Адипсин является продуктом протеолиза одного из компонентов системы комплемента. Относится к гормонам местного действия, так как вырабатывается в жировой ткани и действует там же.

Ацил-КоА синтезируется из Ацетил-КоА. ГБФ-путь распада углеводов обеспечивает синтез энергией. Образование Ацетил-КоА происходит в матриксе митохондрий. Синтез жирных кислот идет в цитоплазме на мембранах эндоплазматического ретикулума путем постепенного удлинения ацетил-КоА на 2 углеродных атома за каждый цикл. Удлинение высших жирных кислот, содержащих более 16 углеродных атомов, идёт путём реакций, обратных b-окислению. Однако реакции синтеза жирных кислот до 16 углеродных атомов принципиально отличаются от реакций, обратных b-окислению. Они протекают обходным обратным путём.

Отличия реакций синтеза высших жирных кислот от обратных бета-окислению: b-окисление протекает в митохондриях, а синтез жирных кислот протекает в цитоплазме на мембранах эндоплазматического ретикулума. Но образуется Ацетил-КоА в митохондриях, а через мембраны сам проходить не может. Поэтому существуют механизмы транспорта Ацетил-КоА из митохондрий в цитоплазму.

Поиск по сайту: