Регуляция обмена липидов

Обмен (метаболизм) липидов состоит из процессов их синтеза и распада, которые регулируются на 3 уровнях:

1) центральном;

2) межорганном;

3) клеточном (метаболическом).

1. Центральный уровень регуляции липидного обмена

Центральный уровень регуляции липидного обмена осуществляется с участием нервной и эндокринной системы:

1. Кора мозга → эндокринные железы → органы и ткани

2. Кора мозга → симпатическая НС (нервные окончания) → норадреналин → β₃ рецепторы жировой ткани

Механизм действия гормонов осуществляется через регуляцию количества и активности ключевых ферментов липолиза и липогенеза.

2. Межорганный уровень регуляции липидного обмена (Глюкозожирнокислотный цикл - цикл Рендла).

Какой процесс будет преобладать в организме — синтез липидов (липогенез) или их распад (липолиз), зависит от поступления пищи и физической активности. В абсорбтивном состоянии под действием инсулина происходит липогенез, в постабсорбтивном состоянии — липолиз, активируемый глюкагоном. Адреналин, секреция которого увеличивается при физической активности, также стимулирует липолиз.

3. Клеточный (метаболический) уровень регуляции липидного обмена

Метаболический уровень регуляции липидного обмена осуществляется с участием метаболитов – субстратов, продуктов и других БАВ. Избыток субстратов стимулирует их использование, а продукты ингибируют свое образование. Механизм – аллостерическая регуляция активности ферментов, индукция и репрессия ферментов.

46. Метаболический (клеточный) уровень регуляции обмена липидов, механизмы, примеры.

Клеточный (метаболический) уровень регуляции липидного обмена

Метаболический уровень регуляции липидного обмена осуществляется с участием метаболитов – субстратов, продуктов и других БАВ. Избыток субстратов стимулирует их использование, а продукты ингибируют свое образование. Механизм – аллостерическая регуляция активности ферментов, индукция и репрессия ферментов.

Например, ключевой фермент синтеза ЖК, АцетилКоА-карбоксилазу аллостерически активирует цитрат, а ингибирует пальмитоилКоА.

Высокие концентрации ЖК ингибируют аденилатциклазу, ТАГ-липазу, индуцируют ГМГ-КоА-синтазу.

ХС, желчные кислоты (в печени) репрессируют ГМГ-КоА-редуктазу.

Высокая концентрация НSКоА ингибирует ГМГ-КоА-синтазу.

51. Межорганный уровень регуляции обмена липидов – понятие. Цикл Рендла, механизмы реализации.

Энергетический гомеостаз обеспечивает энергетические потребности тканей с использованием различных субстратов.

Регуляция липидного обмена осуществляется на 3 уровнях:

1. центральный.

2. межорганный.

3. клеточный (метаболический).

Какой процесс будет преобладать в организме — синтез липидов (липогенез) или их распад (липолиз), зависит от поступления пищи и физической активности. В абсорбтивном состоянии под действием инсулина происходит липогенез, в постабсорбтивном состоянии — липолиз, активируемый глюкагоном. Адреналин, секреция которого увеличивается при физической активности, также стимулирует липолиз.

Абсорбтивный период

Абсорбтивным называют период пищеварения. В абсорбтивный период происходит поступление с пищей глюкозы, аминокислот и ТГ. Процесс пищеварения и высокая концентрации в крови глюкозы и аминокислот активирует секрецию инсулина и снижает секрецию глюкагона в поджелудочной железе.

• Инсулин стимулирует использования метаболитов для запасания энергоносителей. Он активирует синтез гликогена в мышцах и печени, ТГ - в печени и жировой ткани, белков – в мышцах и печени.

• Инсулин подавляет глюконеогенез в печени, липолиз в жировой ткани, катаболизм белков в мышцах и печени.

Главный потребитель глюкозы - печень, она фиксирует до 60% всей поступившей глюкозы. Синтезированные в печени и жировой ткани ТГ запасаются в основном в жировой ткани. Биосинтез ЖК de novo в жировой ткани человека протекает с высокой скоростью только после предшествующего голодания.

Постабсорбтивным называют период после завершения пищеварения до следующего приёма пищи. Голодание - это состояние, когда пища не принимается в течение суток и более.

Постабсорбтивный период

Снижение в постабсорбтивный период концентрации в крови глюкозы подавляет секрецию инсулина и стимулирует секрецию глюкагона в поджелудочной железе.

• Глюкагон ускоряет процессы мобилизации депонированных энергоносителей. Он стимулирует липолиз в жировой ткани, гликогенолиз (гликоген расходуется за 18—24 ч), глюконеогенез (активируется через 4—6 ч после приема пищи), β-окисление ЖК в печени, катаболизм белков в мышцах и печени, запускает в печени синтез КТ из ЖК.

• Глюкагон подавляет синтез гликогена в мышцах и печени, ЖК и ТГ - в печени и жировой ткани, белков – в мышцах и печени.

Метаболизм направлен, главным образом, на поддержание концентрации в крови глюкозы, которая служит основным энергетическим субстратом для мозга и единственным для эритроцитов.

В результате в крови повышается количество ЖК (в 2 раза), которые становятся важными источниками энергии для печени, мышц, сердца, почек, и жировой ткани. Т_1/2 ЖК в крови тоже очень мал (менее 5 мин), что означает существование быстрого потока ЖК из жировой ткани к другим органам.

Период голодания

Голодание может быть кратковременным, в течение суток (I фаза), продолжаться в течение недели (II фаза) или нескольких недель (III фаза).

В отсутствие пищи в крови снижается уровень глюкозы, АК и ТГ. При низкой концентрации инсулина и высокой глюкагона, повышается концентрация кортизола.

Кортизол стимулирует катаболизм белков, аминокислот в тканях и анаболизм белков, аминокислот, глюконеогенез и синтез гликогена в печени, тормозит потребление глюкозы периферическими тканями. Избыток кортизола стимулирует липолиз в конечностях и липогенез в туловище и на лице, подавляют воспалительные и иммунные реакции, ингибируют фосфолипазу А₂, вызывая гибель лейкоцитов.

На фоне преобладания процессов катаболизма липидов и белков происходит снижение общего метаболизма. Основным источником глюкозы при длительном голодании служит глюконеогенез. Глюкоза используется только инсулиннезависимыми тканями, в основном мозгом, эритроцитами. Обеспечение энергетических потребностей других тканей происходит за счёт ЖК и КТ.

I фаза голодания

Для глюконеогенеза быстро катаболизируют мышечные белки. ЖК, становятся основными источниками энергии для большинства органов. Начинается синтез КТ.

II фаза голодания

Мобилизация липидов продолжается, и концентрация ЖК в крови увеличивается в 3-4 раза по сравнению с постабсорбтивным периодом. Скорость синтеза КТ значительно возрастает, они используются, в основном, мышцами и немного мозгом. Концентрация КТ в крови может достигать 20—30 мг/дл (в норме 1-3 мг/дл).

III фаза голодания

Существенно увеличивается потребление мозгом КТ, а скорость окисления КТ в мышцах снижается.

При голодании более 3 недель скорость катаболизма белков стабилизируется до 20г/сутки, скорость глюконеогенеза снижается. При голодании более 4 недель развиваются атрофические процессы, при которых происходит значительная потеря белков. При потере 1/2-1/3 белков наступает смерть.

52. Центральный уровень регуляции обмена липидов: роль СНС и ПСНС - a и b рецепторов, гормонов – КХ, ГК, Т₃, Т₄, ТТГ, СТГ, инсулина, лептина, и др.

Центральный уровень регуляции липидного обмена осуществляется с участием нервной и эндокринной системы:

1. Кора мозга → эндокринные железы → органы и ткани

2. Кора мозга → симпатическая НС (нервные окончания) → норадреналин → β3 рецепторы жировой ткани

Механизм действия гормонов осуществляется через регуляцию количества и активности ключевых ферментов липолиза и липогенеза.

Инсулин

Основным гормоном, стимулирующим синтез липидов, является инсулин.

Инсулин ускоряет транспорт глюкозы в адипоциты.

Инсулин стимулирует образование необходимых для синтеза липидов субстратов: глицерофосфата, АцетилКоА, НАДФН2.

В печени и жировой ткани инсулин индуцирует синтез ключевых ферментов липогенеза цитратлиазы, Ацетил-КоА-карбоксилазы, пальмитатсинтазы, глицерофосфатацилтрансферазу и препятствует синтезу ключевого фермента липолиза ТАГ-липазы.

В жировой ткани инсулин индуцирует синтез ЛПЛ, что обеспечивает транспорт ЖК в ади-поциты.

• Инсулин в гепатоцитах и адипоцитах активирует фосфопротеинфосфатазу. ФПФ дефос-форилирует и активирует ключевой фермент синтеза ЖК Ацетил-КоА-карбоксилазу, ключевой фермент синтеза ХС ГМГ-КоА-редуктазу.

• ФПФ дефосфорилирует и инактивирует ключевой фермент липолиза ТАГ-липазу.

• Инсулин активирует ФДЭ, которая снижает концентра¬цию цАМФ, прерывает эффекты контринсулярных гормонов: в печени и жировой ткани тормозит липолиз.

Катаболизм липидов стимулируют в основном глюкагон и адреналин, в меньшей степени глюкокортикоиды, тиреоидные гормоны, СТГ, АКТГ.

Контринсулярные гормоны

Контринсулярные гормоны: глюкагон, высокая концентрация адреналина (через β-рецепторы: β1, β2, β3), АКТГ, ТТГ, нейропептид Y через аденилатциклазную систему активи-руют ПК А, которая фосфорилирует и активирует ТАГ-липазу, что инициирует липолиз ТГ.

Низкая концентрация адреналина действует на α2-рецепторы адипоцитов, связанные с ингибирующим G-белком, что инактивирует аденилатциклазную систему, блокируя липолиз ТГ.

Глюкокортикоиды (кортизол) стимулируют синтез ТАГ-липазы. Избыток кортизола стимулирует липолиз в конечностях и липогенез в туловище и на лице. Глюкокортикоиды усиливают липолитическое действие катехоламинов и СТГ.

Тиреоидные гормоны ингибируют ФДЭ, блокируя эффекты инсулина, стимулируют липолиз в жировой ткани.

СТГ стимулирует синтез аденилатциклазы, активирует липолиз.

Липостат (массостат) — условное название системы, контролирующей постоянство веса тела. Липостат обеспечивается работой пищевого центра — сложного гипоталамо-лимбико-ретикуло-кортикального комплекса. Ведущим отделом пищевого центра являются латеральные ядра гипоталамуса. Липостатический гомеостаз обеспечивается путем прямых и обратных связей между:

1. гипоталамусом и кортиколимбическим структурами ЦНС

2. гипоталамусом и жировой тканью (с её гормонами)

3. гипоталамусом и ЖКТ (с его энтериновой гормональной системой).

Взаимосвязь ЖКТ и гипоталамуса

• При приеме пищи выделяются кишечные гормоны энтериновой системы, которые ин-гибируют центр голода гипоталамуса:

• Сильными ингибиторами чувства голода, аппетита и пищевой активности служит холецистокинин (дуоденальный гормон), арэнтерин (12-перстная кишка)

• Менее активными ингибиторами центра голода являются бомбезин, соматостатин, са-тиетин, нейротензин, кортиколиберин, тиролиберин, вазоактивный интестинальный полипептид и инсулин.

• Дериват тиролиберина — гистидилпролин дикетопиперазин — понижает аппетит, вы-зывает истощение. Обнаружен в крови больных психогенной анорексией.

Взаимосвязь ЦНС и гипоталамуса:

• Эндорфины и энкефалины, а также соматолиберин (вырабатываются в энтериновой системе и в ЦНС) стимулируют центр голода гипоталамуса.

• Норадреналин, известный как липолитический активатор, ингибирует центр голода гипоталамуса;

• ингибируют центр голода гипоталамуса и другие β-адреномиметики, что используется при применении амфетаминов в качестве анорексигенов. Менее активен в качестве анорексигена серотонин.

Взаимосвязь жировой ткани и гипоталамуса:

В «сытом» состоянии адипоциты вырабатывают пептидные гормоны лептин (Дж. Скотт, 1994г) и кахексин.

Не знаю, куда это впихнуть: Стимулируют синтез рецепторов ЛПНП гормоны: инсулин и три- и тетрайодтиронин (Т3, Т4), половые гормоны, а глюкокортикоиды – уменьшают.