Катаболізм жирів

Жири – дуже важливе джерело енергії в організмі людини. Серед головних харчових речовин вони найбільш калорійні (39 кДж/1 г жиру).

У клітинах жири відкладаються про запас у вигляді жирових крапельок, які складаються майже із чистого жиру і можуть у дуже великих кількостях накопичуватися і зберігатися у жировій тканині.

У стані спокою такі органи, як серце, скелетні м'язи і печінка, понад половину необхідної енергії отримують за рахунок окиснення жирів. При фізичній роботі і станах організму, які потребують підвищених енергозатрат, а також при голодуванні споживання тригліцеридів жирової тканини збільшується. Відзначимо, що мозок і нервова тканина не можуть окиснювати жирні кислоти, забезпечення їх енергією відбувається за рахунок окиснення вуглеводів. Тільки при тривалому голодуванні у мозку використовуються як джерело енергії кетонові тіла – продукт перетворень жирних кислот, але не самі жирні кислоти.

Близько 95 % всієї біологічно доступної енергії у молекулі триацилгліцеринів містять у собі залишки трьох кислот із довгим вуглецевим ланцюгом, і лише 5 % енергії припадає на частку гліцерину. Спочатку триацилгліцерини розпадаються на гліцерин і жирні кислоти. Обидва компоненти окиснюються до СО2 і Н2О, що супроводжується виділенням енергії.

До кетонових тіл відносять ацетооцтову кислоту (ацетоацетат), Р-оксимасляну кислоту (b-оксибутират) і ацетон.

Метаболізм кетонових тіл

Синтезуються вони в печінці із ацетил-КоА. Останній утворюється при розпаді вуглеводів, жирних кислот і амінокислот, але переважно для синтезу кетонових тіл використовується ацетил-КоД що утворюється із жирних кислот. Ацетоацетат і b-оксибутарат надходять із печінки у кров і транспортуються як водорозчинні сполуки до позапечінкових тканин. Там b-оксибутарат окис-нюється до ацетоацетату, який перетворюється в активну форму — аце-тоацетил-КоА У тканинах є 2 шляхи активації ацетоацетату. У першому ацетоацетат перетворюється в ацетоацетил-КоА в реакції з сукциніл-КоА У другому шляху ацетоацетил-КоА утворюється в реакції з КоА при участі АТФ та ферменту ацетоацетил-КоА-синтетази (рис. 9.9). Ферменти активації відсутні у печінці і тому кетонові тіла в ній не утилі­зуються. Ацетоацетил-КоА розпадається на 2 молекули ацетил-КоА який окиснюється у циклі Кребса до СО2 і Н2О.

У нормі в печінці утворюється невелика кількість кетонових тіл, які дифундують у кров і швидко утилізуються периферичними тканинами. Концентрація кетонових тіл у крові — не більше ЗО мг/л. Окиснення кетонових тіл відбувається у серцевому і скелетних м'язах, нирках і навіть, при тривалому голодуванні, у мозку. Таким чином, біологічний зміст утворення кетонових тіл полягає в тому, що частина ацетил-КоА, який утворюється при b-окисненні жирних кислот у печінці, не окиснюється тут, а направляється у формі кетонових тіл в інші органи і тканини як додаткове джерело енергії. Знову, як і у випадку з глюкозою, печінка служить органом, що постачає в інші тканини й органи клітинне паливо.

При певних станах в організмі утворюється значна кількість кетонових тіл і позапечінкові тканини не справляються з їх окисленням. Зростає концентрація їх у крові (кетонемія), що зумовлює розвиток ацидозу. При надлишку кетонових тіл вони виводяться з сечею — кетонурія. Цей стан носить назву кетоз і має місце при тяжких формах цукрового діабету, повному голодуванні, вживанні великої кількості алкоголю або жирно їжі, тривалої тяжкої фізичної праці. У цих випадках має місце або посилений катаболізм жирів, або знижений катаболізм вуглеводів, або їх по­єднання.

Підвищеному вмісту кетонових тіл в організмі при діабеті й голодуванні сприяє знижена концентрація оксалоацетату, який утворюється із пірувату й амінокислот і може використовуватись для глюконеогене-зу. При низькій внутрішньоклітиннш концентрації оксалоацетату в цикл лимонної кислоти включається мало ацетил-КоА і, відповідно, у печшці посилюється синтез кетонових тіл, а в позапечшкових тканинах окиснення кетонових тіл не може відбуватись зі швидкістю, достатньою для повної їх утилізації.