Юнона
Зарегистрированный пользователь
Из: планета Земля)
Сообщения: 218
|
 |
Лекция №4 Обмен жиров |
|
| Отправлен: 02-12-2014 18:04 |
|
|
Лекция №4 Обмен жиров
Основные липиды организма человека их биологическая роль.
ЛИПИДАМИ называются сложные органические вещества биологической природы нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях.
ЛИПИДЫ являются основным продуктом питания. Они поступают в организм человека с продуктами растительного и животного происхождения. Суточная потребность в ЛИПИДАХ для взрослого человека в среднем составляет 80-100 г.
В организме человека ЛИПИДЫ представлены:
1.СТРУКТУРНЫМИ ЛИПИДАМИ (ХОЛЕСТЕРОЛ, ФОСФОЛИПИДЫ, ГЛИКОЛИПИДЫ).
2.РЕЗЕРВНЫМИ ЛИПИДАМИ (ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛЫ).
3.Свободными липидами (липопротеины крови: хиломикроны (хм), липопротеины очень низкой плотности (лпонп), липопротеины низкой плотности (лпнп), липопротеины высокой плотности (лпвп).
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЛИПИДОВ
1.Структурная. ЛИПИДЫ являются обязательным структурным компонентом биологических мембран клеток (холестерол, фосфолипиды, гликолипиды).
2.Резервная. ЛИПИДЫ могут откладываться про запас в жировых депо клеток (триацилглицеролы, ВЖК, витамины А,Д,Е,К).
3.Энергетическая. При окислении 1 г ЛИПИДОВ до конечных продуктов(СО2,Н2О) выделяется около 9,3 ккал энергии.
4.Механическая. ЛИПИДЫ подкожной жировой клетчатки, соединительной ткани предохраняют внутренние органы от механических повреждений.
5 .Теплоизолирующая. Защищают организм от переохлаждения и перегревания.
6.Транспортная — участвуют в транспорте веществ через липидный слой биомембран клеток.
7.Регуляторная. Некоторые гормоны являются производными холестерола, их относят к стероидным соединениям (АНДРОГЕНЫ, ЭСТРОГЕНЫ, ГЛЮКО-и МИНЕРАЛОКОРТИКОИДЫ). Эссенциальные ПНВЖК, входящие в состав липидов служат предшественниками биологически активных веществ ЭЙКОЗАНОИДОВ (ПРОСТАГЛАНДИНОВ, ПРОСТАЦИКЛИНОВ,ТРОМБОКСАНОВ,ЛЕЙКОТРИЕНОВ), регулирующих клеточный метаболизм в тканях и органах по месту их образования, участвующих в координации обмена веществ.
10.Растворяющая роль. В ЛИПИДАХ растворяются жирорастворимые витамины A, D, E, К.
11.Питательная. С липидами пищи в организм поступают незаменимые ВЖК (эссенциальные), которые имеют 2 и более двойных связей.
Предыдущий раздел
Раздел верхнего уровня
Следующий раздел
________________________________________
4.2. Переваривание липидов, ресинтез жира
Переваривание липидов.
Поступающие с пищей ЛИПИДЫ в ротовой полости подвергаются только механической переработке. ЛИПОЛИТИЧЕСКИЕ ферменты в ротовой полости не образуются. Переваривание жиров у взрослого человека будет происходить в кишечнике, где для этого имеются все условия:
1. Наличие желчных кислот.
2. Наличие ферментов.
3. Оптимальная рН среды.
У детей до 1 года в кишечнике выделяется ЛИПАЗА, рН оптимум находится в слабо кислой среде (рН = 5,0-5,5). Под влиянием этого фермента расщепляются только эмульгированные жиры молока. У взрослого человека желудочная липаза не активна, т.к. рН желудочного содержимого в норме лежит в резко- кислой среде (рН =1,5 — 2,5). Поэтому, переваривание жиров в желудке у взрослых людей не происходит.
Основным местом переваривания липидов пищи в желудочно- кишечном тракте у взрослого человека служит тонкий отдел кишечника. В переваривании принимают участие желчные кислоты, образованные в печени, ЛИПОЛИТИЧЕСКИЕ ферменты, образованные в поджелудочной железе и слизистой оболочке кишечника. При поступлении пищи из желудка в двенадцатиперстную кишку в слизистой оболочке начинают выделяться регуляторы: СЕКРЕТИН, ХОЛЕЦИСТОКИНИН, ХИМОДЕНИН, ЭНТЕРОКРИНИН, которые обеспечивают:
-образование желчи в печени,
-сокращение желчного пузыря,
-выделение панкреатического сока,
-секрецию желез тонкого отдела кишечника.
Важную роль в переваривании липидов в пищи играют желчные кислоты. Все они образуются в печени и являются конечным продуктом окисления холестерина в организме. В основе их строения лежит структура циклопентанпергидрофенантрена.
рис. Строение желчных кислот
Холевая кислота является источником образования желчных кислот. Производными холевой кислоты являются: -ХЕНОДЕЗОКСИХОЛЕВАЯ КИСЛОТА, у которой оксигруппы имеются в 3 и 7 положениях.
-ДЕЗОКСИХОЛЕВАЯ КИСЛОТА,у которой оксигруппы имеются в 3 и 12 положениях.
-ЛИТОХОЛЕВАЯ КИСЛОТА, у кторой оксигруппа находится в 3 положении.
Как правило, все желчные кислоты в печени конъюгируются с глицином или таурином .
БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ:
1. Эмульгируют пищевые жиры.
2. Активируют ЛИПОЛИТИЧЕСКИЕ ферменты.
3. Выполняют роль переносчиков трудно растворимых в воде продуктов гидролиза жира в стенку кишечника.
При ЭМУЛЬГИРОВАНИИ жир дробится на мелкие частицы, стабилизируется, увеличивается поверхность контактов с ЛИПОЛИТИЧЕСКИМИ ферментами. Стабилизированная эмульсия жира далее подвергается гидролизу под влиянием панкреатических ферментов (ЛИПАЗ, ХОЛЕСТЕРОЛЭСТЕРАЗ, ФОСФОЛИПАЗ).
Т.о. в результате гидролиза пищевого жира образуются глицерины, холестерины, ВЖК, фосфаты, азотистые основания. Необходимо отметить, что в расщеплении жиров принимают участие и кишечные ЛИПАЗЫ, но их активность невысока, к тому же они расщепляют только МОНОГЛИЦЕРИДЫ и не действуют на ДИ- и ТРИГЛИЦЕРИДЫ. Установлено, что всасывание продуктов гидролиза жира имеет свою особенность. Легко всасываются слизистой кишечника спирты, фосфаты, АК, коротко цепочные ВЖК, азотистые основания. Трудно растворимые в воде продукты гидролиза (холестерин, ВЖК, МОНОГЛИЦЕРИДЫ), жирорастворимые витамины всасываются только в комплексе с желчными кислотами. Эти комплексы называются ХОЛЕИНОВЫМИ. В таком виде трудно растворимые в воде соединения проходят через мембраны ЭНТЕРОЦИТОВ. В этих клетках ворсинок кишечника происходит их распад. При этом желчные кислоты сразу же поступают в ток крови и через систему воротной вены доставляются в печень. Оттуда они в составе желчи вновь попадают в кишечник и могут участвовать в новом акте переваривания жира, либо удаляются из организма в составе каловых масс – КОПРОСТЕРИН. Установлено, что обязательный фонд желчных кислот у взрослого человека составляет 2,8 -3,5 гр, при этом они совершают 5-6 оборотов в сутки за счёт печёночно-кишечной циркуляции.
После того как продукты гидролиза жира поступили в ЭНТЕРОЦИТЫ, в стенке кишечника начинают синтезироваться жиры, специфические для данного организма, которые по своему строению отличаются от пищевого жира. Механизм ресинтеза жира в стенке кишечника сводится к следующему: Сначала происходит активация глицерина и ВЖК затем последовательно будет происходить АЦИЛИРОВАНИЕ альфа -ГЛИЦЕРОФОСФАТА с образованием МОНО- и ДИГЛИЦЕРИДОВ. Активная форма ДИГЛИЦЕРИДА — ФОСФАТИДНАЯ К-ТА занимает центральное место в синтезе жира к стенке кишечника. Из неё после активации в присутствии ЦТФ образуется ЦДФ -ДИАЦИЛГЛИЦЕРИД, который даёт начало сложным жирам.
рис. Механизм ресинтеза жира в стенке кишечника
?
Предыдущий раздел
Раздел верхнего уровня
Следующий раздел
________________________________________
4.3. Липопротеины крови
ЛИПИДЫ являются нерастворимыми в воде соединениями, поэтому для их переноса кровью необходимы специальные переносчики, которые растворимы в воде. Такими транспортными формами являются ЛИПОПРОТЕИНЫ. Они относятся к свободным ЛИПИДАМ. Синтезированный жир в стенке кишечника, либо жир синтезированный в других тканях органах может быть транспортирован кровью лишь после включения в состав ЛИПОПРОТЕИНОВ, где роль стабилизатора играют белки.
По своему строению мицеллы ЛИПОПРОТЕИНЫ имеют наружный слой и ядро. Наружный слой формируется из БЕЛКОВ, ФОСФОЛИПИДОВ и ХОЛЕСТЕРИНА, которые имеют гидрофильные полярные группы и проявляют сродство к воде. Ядро состоит из ТРИГЛИЦЕРИДОВ, ЭФИРОВ ХОЛЕСТЕРИНА, ВЖК, витаминов A, D, Е, К. Т.о. нерастворимые жиры легко транспортируются по всему организму после синтеза в стенке кишечника, а также синтеза в других тканях между клетками, которые их синтезируют и используют.
Выделяют 4 класса ЛИПОПРОТЕИНОВ крови, которые отличаются друг от друга по своему химическому состоянию, размерам мицелл и транспортируемым жирам. Поскольку они имеют различную скорость оседания в растворе поваренной соли, их разделяют на:
1. ХИЛОМИКРОНЫ. Образуются в стенке кишечника и имеют самый крупный размер частиц.
2. ЛПОНП. Синтезируются в стенке кишечника и печени.
3. ЛПНП. Образуются в эндотелии капилляров из ЛПОНП.
4. ЛПВП. Образуются в стенке кишечника и печени.
Т.о. транспортные ЛП крови синтезируются двумя видами клеток — ЭНТЕРОЦИТАМИ и ГЕПАТОЦИТАМИ. Было установлено, что ЛП крови при электрофорезе белков движутся в зоне альфа и бета — ГЛОБУЛИНОВ, поэтому их по электрофоретической подвижности ещё
обозначают как:
Пре-бета- ЛП =ЛПОНП,
Бета-ЛП=ЛПНП,
Альфа-ЛП=ЛПВП.
рис. Химический состав липопротеинов крови
ХИЛОМИКРОНЫ (ХМ) как самые крупные частицы при электрофорезе остаются на старте.
Максимальная их концентрация достигается к 4 — 6 час.после приёма пищи. Расщепляются они
под действием фермента — ЛИПОПРОТЕИДЛИПАЗЫ, который образуется в печени, легких, жировой ткани
эндотелии сосудов.
Принято считать, что ХИЛОМИКРОНЫ (ХМ) отсутствуют в крови натощак и появляются только
после приёма пищи ХМ преимущественно транспортируют ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИДЫ (до 83 %).
ЛПОНП и ЛПНП в основном транспортируют холестерин и его эфиры в клетки органов и тканей. Эти фракции относятся к АТЕРОГЕННЫМ. ЛПВП- принято обозначать как АНТИАТЕРОГЕННЫМИ ЛП, которые осуществляют транспорт ХОЛЕСТЕРИНА (излишки холестерина освобождённый в результате распада мембран клеток холестерин) в печень для последующего окисления с участием цитохрома Р450 с образованием желчных кислот, которые выводятся из организма в виде КОПРОСТЕРИНОВ. Распадаются ЛИПОПРОТЕИНЫ крови после эндоцитоза в ЛИЗОСОМАХ и МИКРОСОМАХ: под действием ЛИПОПРОТЕИДЛИПАЗЫ в клетках печени, почек, надпочечников, кишечника жировой ткани, эндотелия капилляров. Продукты гидролиза ЛП вовлекаются в клеточный метаболизм.
?
Предыдущий раздел
Раздел верхнего уровня
Следующий раздел
________________________________________
4.4. Окисление высших жирных кислот
Жировая ткань, состоящая из адипозоцитов, выполняет специфическую роль в липидном обмене. Около 65% массы жировой ткани приходится на долю отложенных в ней триацилглицеролов (ТАГ) — они представляют собой форму запасания энергии и выполняют в обмене жиров такую же функцию, как гликоген печени в обмене углеводов. Отложенные жиры в жировой ткани служит источником эндогенной воды и энергетическим резервом для организма человека. ТАГ используется в организме после предварительного расщепления (липолиза), в ходе которого освобождаются глицерин и свободные жирные кислоты.
В клетках жировой ткани при участии липаз происходит распад ТАГ. Липаза находится в неактивной форме, она активируется гормонами (адреналином, норадреналином, глюкагоном, тироксином, глюкокортикоидами, СТГ, АКТГ) в ответ на стресс, голодание, охлаждение продуктами реакции являются моноацилглицерин и ВЖК.
ВЖК с помощью альбуминов переносятся кровью к клеткам тканей, органов, где происходит их окисление.
Окисление высших жирных кислот.
Источники ВЖК:
- липиды жировой ткани
- липопротеины
-триацилглицерины
-фосфолипиды клеточных биомембран
Окисление ВЖК происходят в митохондриях клеток, и называется бетта окислением. Доставка их к тканям и органам происходит при участии альбумина, а транспорт из цитоплазмы в митохондрии при участии карнитина.
Процесс бета-окисления ВЖК складывается из следующих этапов:
-активация ВЖК на наружной поверхности мембраны митохондрий при участии АТФ, конзима А и ионов магния с образованием активной формы ВЖК (ацил — КоА).
-транспорт жирных кислот внутрь митохондрий возможен при присоединении активной формы жирной кислоты к карантину, находящемуся на наружной поверхности внутренней мембраны митохондрий. Образуется ацил-карнитин, обладающий способностью проходить через мембрану. На внутренней поверхности комплекс распадается и карнитин возвращается на наружную поверхность мембраны.
-внутримитохондриальное окисление жирных кислот состоит из последовательных ферментативных реакций. В результате одного завершенного цикла окисления происходит отщепление от жирой кислоты одной молекулы ацетил-КоА, т.е. укорочение жирнокислотной цепи на два углеродных атома.Приэтом в результате двух дегидрогеназных реакций восстанавливается ФАД до ФАДН2 и НАД+ до НАДН2.
рис. Окисление высших жирных кислот
Т.о. завершая 1 цикл бега — окисления ВЖК, в результате которого ВЖК укоротилось на 2 углеродных звена. При бета -окислении выделилось 5АТФ и 12АТФ выделилось при окислении АЦЕТИЛ-КОА в ЦТК и сопряженных с ним ферментов дыхательной цепи. Окисление ВЖК будет происходить циклически одинаково, но только до последней стадии — стадии превращения масляной кислоты (БУТИРИЛ-КОА), которая имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при подсчёте суммарного энергетического эффекта окисления ВЖК, когда в результате одного цикла образуется 2 молекулы АЦЕТИЛ-КОА, одна из них проходила бета -окисление с выделением 5АТФ, а другая нет.
рис. Последняя стадия окисления высших жирных кислот
ОКИСЛЕНИЕ ВЖК, ИМЕЮЩИХ НЕЧЕТНОЕ КОЛИЧЕСТВО УГЛЕРОДНЫХ ЗВЕНЬЕВ В ЦЕПИ
Такие ВЖК поступают в организм человека в составе пищи с мясом жвачных животных, растений, морских организмов. Окисление таких ВЖК происходит также как и ВЖК, имеющих чётное количество углеродных звеньев в цепи, но только до последней стадии — стадии превращения ПРОПИОНИЛ-КОА. которая имеет свои особенности.
Т.о. образуется СУКЦИНИЛ-КОА, который в дальнейшем окисляется в МИТОХОНДРИЯХ с участием ферментов ЦТК КРЕБСА и сопряженных с ним ферментов дыхательной цепи.
Предыдущий раздел
Раздел верхнего уровня
Следующий раздел
________________________________________
4.5. Окисление глицерина
Окисление глицерина в тканях тесно связано с ГЛИКОЛИЗОМ, в который вовлекаются метаболиты обмена глицерина по следующей схеме:
При окислении глицерина образовались конечные продукты:
СО2 на этапе превращения:
1. ПИРУВАТА
2. ИЗОЦИТРАТА
3. Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА
Н2О на этапе превращения:
1 . альфа -ГЛИЦЕРОФОСФАТА
2. ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТА
3. 2-ФОСФОГЛИЦЕРАТА
4. ПИРУВАТА
5. ИЗОЦИТРАТА
6. Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА
7. СУКЦИНАТА
8. МАЛАТА
АТФ выделилось за счёт реакций
А) Субстратного фосфорилиования на этапах превращения:
1. 1,3-дифосфоглицерата
2.2-фосфоенолпирувата
3.Сукцинил-КоА
Б) Окислительного фосфорилирования на этапах превращения:
1.Альфа-глицерафосфата
2.Глицеральдегид-3 фосфата
3.Пирувата
4.Изоцитрата
5. Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА
6.Сукцината
7.Малата
Суммарный энергетический эффект окисления одной молекулы глицерина равен 22 АТФ.
Предыдущий раздел
Раздел верхнего уровня
Следующий раздел
________________________________________
4.6. Биосинтез ВЖК в тканях
Биосинтез ВЖК происходит в эндоплазматической сети клеток. Заменимые ВЖК (все предельные и непредельные, имеющих одну двойную связь) синтезируются в клетках из АЦЁТИЛ-КоА.
Условиями для биосинтеза ВЖК являются:
1.Наличие АЦЕТИЛ-КоА, АТФ, СО2, Н2О, НАДФ*Н2,
2.Наличие специальных белков-переносчиков (HS -АПБ). 3.Наличие ферментов синтеза.
Процесс биосинтеза циклический. Каждый цикл включает в себя 6 этапов:
1 этап- образование 3-углеродного соединения — МАЛОНИЛ-КОА;
2 этап- перенос МАЛОНИЛА и АЦЕТИЛА на специальные белки ( HS-АПБ);
3. этап- конденсация МАЛОНИЛА-АПБ и АЦЕТИЛА-АПБ с участием СИНТАЗЫ;
4. этап- восстановление бета -КЕТОАЦИЛ-АПБ;
5.этап- дегидратация бета-ГИДРОКСИАЦИЛ-АПБ;
6.этап- восстановление ЕНОИЛАЦИЛ-АПБ.
рис. Биосинтез ВЖК
Т.о. завершается 1 цикл синтеза ВЖК образованием масляной кислоты (БУТИРИЛ-АПБ). В дальнейшем последовательно и циклично к ней будут присоединяться молекулы МАЛОНИЛ-КоА. Завершается биосинтез любой ВЖК в тканях ДЕАЦИЛАЗНОЙ реакцией.
Предыдущий раздел
Раздел верхнего уровня
________________________________________
4.7. Обмен холестерина
Обмен холестерина.
Холестерин является предшественником в синтезе стероидов: желчных кислот, стероидных гормонов, витамина D3.Холестерин является обязательным структурным компонентом мембран клеток. Источниками холестерина для клеток является пища (экзогенный холестерин), а также холестерин, синтезированный в печени, кишечнике, коже (эндогенный холестерин). На долю печени приходится около 85% всего эндогенного холестерина. кишечнике синтезируется около 10% а,коже-5% эндогенного холестерина. Печень и кишечник участвуют в распределении холестерина между клетками органов и ткани через транспортные липопротеины крови.
Биологическая роль холестерина:
1.Структурная. Свободный холестерин является, обязательным структурным компонентом мембран клеток.
2.Метаболическая. Холестерин является предшественником биологически активных веществ: витамина D3
СТЕРОИДНЫХ гормонов (АНДРОГЕНОВ, ЭСТРОГЕНОВ, КОРТИКОИДОВ) При окислении холестерина в печени при участии ЦИТОХРОМА Р-450 образуются желчные кислоты, которые принимают участие в переваривании жиров пищи. Наиболее богаты холестерином плазматические мембраны ГЕПАТОЦИТОВ, где на его долю приходится 30% всех мембранных липидов. Содержание холестерина в миелине составляет 20%. В свободном виде холестерин транспортируется по организму с помощью транспортных ЛИПОПРОТЕИНОВ крови.
Источники холестерина:
1. Пища. За сутки в организм взрослого человека поступает 0,3гр. холестерина.
2. У человека в среднем с массой 65-70кг за сутки синтезируется 3.5 -4,2гр. холестерина. Печень занимает главное место в синтезе холестерина (85%), в меньшей степени холестерин синтезируется в кишечнике (10%) и коже (5%). На экспорт холестерин синтезируется только в печени и кишечнике.
Процесс биосинтеза сложный и многоступенчатый, происходит в цитоплазме клеток. В нём участвуют более 100 ферментов, включает 35 уравнений химических реакций.
Биосинтез холестерина можно разделить на 3 стадии:
1.-биосинтез мевалоновой кислоты;
2.-образование сквалена;
3.-циклизация сквалена и образование холестерина
рис. Биосинтез холестерина
Регуляторным ферментом, от активности которого зависит возможность и интенсивность биосинтеза холестерина является бета-гидроксиметил-глутарил — КоА –редуктаза.
Этот фермент является объектом действия лекарственных гипохолестеринемических препаратов.
Источником образования холестерина является ацетил-КоА при распаде белков, липидов и углеводов
Образовавшийся в результате распада мембранных ЛИПИДОВ, а также излишки холестерина клеток выводятся с помощью ЛПВП для последующего окисления в печень.Конечными продуктами окисления холестерина и его производных являются желчные кислоты,которые удаляется из организма в составе каловых масс в виде КОПРОСТЕРИНОВ.
|
|
|
Сейчас посетителей на форуме: 46 Гости
Всего сообщений: 131682
Всего тем: 2572
Зарегистрировано пользователей: 32967
Страница сгенерирована за: 0.201 секунд
|
|
|
|
|
|
