Глава IV.12.

Обмен липидов

Переваривание и всасывание

Триацилглицериды (ТАГ) или просто жиры поступают в организм с пищей животного и растительного происхождения. В большом количестве они содержатся в сале, растительном и сливочном масле, мясе, куриных яйцах, печени.

В ротовой полости и желудке эти процессы не идут из-за отсутствия ферментов.

В 12-перстную кишку тонкого отдела кишечника с соком поджелудочной железы поступает липаза в виде неактивной формы – пролипазы. С желчью туда же поступают желчные кислоты, под действием которых липаза активируется.

Желчные кислоты ориентируются на каплях жира, что приводит к уменьшению поверхностного натяжения и дроблению их на более мелкие. Т.е. желчь эмульгирует жиры. На поверхности таких мелких капель адсорбируется липаза и гидролизует эфирные связи в молекулах триацилглицеридов. В результате от глицерина отщепляются поочередно остатки жирных кислот (ЖК).

Высвобождающиеся ЖК усиливают эмульгирование жиров. Желчные кислоты образуют комплекс с ЖК и моноацилглицеридами, который легко проникают в клетки слизистой оболочки кишечника. В толще слизистой желчные кислоты отщепляются от ЖК и с портальным кровотоком поступают обратно в печень, где вновь включаются в состав желчи.

Из кишечника ЖК транспортируются по лимфе и крови к органам и тканям. Поскольку эти вещества гидрофобны, то они переносятся по крови в комплексе с белками, образуя липопротеиды. Наиболее распространены: хиломикрон и липопротеиды очень низкой плотности (ЛПОНП).

Окисление жирных кислот

ЖК во многих тканях, в первую очередь в скелетных мышцах и миокарде вовлекаются в процесс b-окисления. Он протекает в митохондриях и начинается с активации, т.е. присоединения КоА к ЖК с образованием

ацил-КоА

RCOOH +HSKoA+АТФ = RCO-SКoA+АМФ.

Мембрана митохондрий непроницаема для ЖК даже в активированной форме, поэтому ацил-КоА соединяется со специальным переносчиком карнитином. Образуется ацилкарнитин, который проникает в митохондрии, где вновь распадается на карнитин и ацил-КоА. Процесс b-окисления включает 4 стадии (Рис. 4.12.1.).

дегидрирование ацил-КоА до дегидроацил-КоА с участием ФАД-зависимой дегидрогеназы;

присоединение к дегидроацил-КоА воды в b-положении с образованием гидрооксиацил-КоА при участии гидратазы;

дегидрирование гидрооксиацил-КоА до b-кетоацил-КоА при участии НАД-зависимой дегидрогеназы;

расщепление тиосвязи при участии тиолазы с образованием ацил-КоА и ацетил-КоА.

В реакциях дегидрирования на 1 и 3 стадиях образуются восстановленные коферменты, которые передают атомы водорода на ЭТЦ, где синтезируется АТФ.

Каждая ЖК при очередном цикле распадается на ацил- и ацетил-КоА, при этом цепь укорачивается на два углеродных атома. Ацетил-КоА поступает в ЦТК, а ацил-КоА вновь проходит все 4 стадии. Это повторяется до тех пор, пока при очередном цикле не останется ацетил-КоА. Из ЖК образуется ацетилов в два раза меньше, чем количество атомов углерода в ней.

Окисление ненасыщенных ЖК происходит так же, как и окисление ненасыщенных ЖК. Существует дополнительный фермент трансеноилизомераза, который осуществляет перемещение двойной связи из положения 3-4 в положение 2-3. При этом получается нормальный субстрат, который может подвергаться дальнейшему окислению, как и ЖК с четным числом атомов.

Окисление ЖК с нечетным числом углеродных атомов

Они редко встречаются в природе, но образуются в ходе окислительного расщепления валина и изолейцина. Окисление происходит по обычному пути, до тех пор, пока в конце очередного цикла не останется трехуглеродный фрагмент в виде пропионил-КоА. Он далее подвергается ферментативному карбоксилированию в результате которого получается метилмалонил-КоА, который затем изомеризуется в сукцинил-КоА. Под воздействием сукцинилтиокиназы из него образуется сукцинат и ацетил-КоА.

Кетоновые тела

Печень обладает способностью ферментативным путем превращать ацетил-КоА в свободную ацетоуксусную кислоту и эфир b-оксимасляной кислоты. Они доставляются кровью к периферическим органам и тканям, где включаются в ЦТК. В норме кетоновых тел содержится немного. Увеличение этого показателя наблюдается при голодании и сахарном диабете и называется кетоз. В крови – кетонемия, в моче – кетонурия.

Биосинтез ЖК

Протекает в цитоплазме и включает следующие реакции:

1. карбоксилировние ацетил-КоА до малонил-КоА (Е: карбоксилаза, кофермент - биотин);

2. соединение ацетил-КоА и малонил-КоА с ацетилпереносящими белками;

3. конденсация ацетил-КоА и малонил-КоА с образованием комплекса ацетоацетил-ацетилпереносящий белок;

4. восстановление кетоновых групп до спиртовых (кофермент - НАДН);

5. отщепление воды с образованием ненасыщенной связи;

6. насыщение двойной связи, при этом образуется бутирил-КоА (кофермент - НАДФН).

Бутирил-КоА вступает в новый цикл, где удлиняется на 2 атома. Циклы повторяются до получения необходимой длины цепи.

Синтез сложных липидов

Триглицериды синтезируются на основе глицерофосфата и ацил-КоА. Вначале присоединяется два ацила, а затем под действием фосфатазы теряется остаток фосфата и присоединяется третий ацил.

Биосинтез стероидов

Холестерол синтезируется на основе ацетил-КоА. Около 80% в печени, 10 % в клетках кишечника и 5% в клетках кожи. Желчные кислоты образуются в печени из холестерола.

ЛИТЕРАТУРА К ГЛАВЕ IV.12.

1. Бышевский А. Ш., Терсенов О. А. Биохимия для врача // Екатеринбург: Уральский рабочий, 1994, 384 с.;

2. Кнорре Д. Г., Мызина С. Д. Биологическая химия. – М.: Высш. шк. 1998, 479 с.;

3. Ленинджер А. Биохимия. Молекулярные основы структуры и функций клетки // М.: Мир, 1974, 956 с.;

4. Пустовалова Л.М. Практикум по биохимии // Ростов-на Дону: Феникс, 1999, 540 с.

5. Методы биохимических исследований (липидный и энергетический обмен). Под ред. М.И.Прохоровой // Л.: Изд-во Ленинградского университета, 1982. - 327 с.;

6. Ньюсхолм Э., Старт К. Регуляция метаболизма. Под ред. Э.Г.Ларского. - М.: Мир, 1977. - 407 с.