54. Нейрогуморальна регуляція ліполізу за участю адреналіну, норадреналіну, глюкагону та інсуліну).
Регуляція метаболізму ліпідів здійснюється за рахунок впливу фізіологічних та біо-
хімічних ефектів нейроендокринної системи відносно швидкість-лімітуючих реакцій
обміну даного класу біомолекул. Певні гормони та нейромедіатори впливають на ка-
талітичну активність і внутрішньоклітинну концентрацію ключових ферментів розщеплення й біосинтезу ліпідів. Найбільш вивченою є нейрогуморальна регуляція внутрішньоклітинного гідролізу або ліполізу резервних триацилгліцеролів.
Адреналін, норадреналін, глюкагон
Адреналін та норадреналін - катехоламіни, що активують ліполіз у жировій тка-
нині за рахунок стимуляції цАМФ-залежного каскадного механізму регуляції актив-
ності ТГ-ліпази адипоцитів. Ліполітична дія цих гормонів реалізується за умов фізіо-
логічних (фізичне напруження, зниження температури навколишнього середовища)
та психологічних (страх, тривога) стресів, що супроводжуються секрецією з мозково-
го шару надниркових залоз адреналіну, а також стимуляцією симпатичної нервової
системи та вивільненням у синапсах нейронів норадреналіну, які взаємодіють із ад-
ренергічними рецепторами мембран адипоцитів.
Глюкагон - панкреатичний гормон, що стимулює ліполітичну систему в жировій
тканині за механізмом, подібним до дії катехоламінів, тобто за рахунок підвищення в
адипоцитах вмісту цАМФ, пов’язаного з активацією аденілатциклази. Дія глюкагону
проявляється в умовах зниження концентрації глюкози в крові через зменшення її над-
ходження з кишечнику або посиленого використання в тканинах.
У цілому за рахунок розглянутих біохімічних механізмів метаболічні ефекти кате-
холамінів та глюкагону призводять до швидкої стимуляції глікогенолізу в печінці і м’язах та ліполізу в жировій тканині, що забезпечує підвищені енергетичні потреби організму за умов стресу або голодування.
Інсулін
На відміну від зазначених гуморальних факторів, що активують ТГ-ліпазу адипо-
цитів, спричиняючи мобілізацію НЕЖК із жирової тканини, гормон інсулін гальмує
процес ліполізу та вивільнення жирних кислот. Інгібуюча дія інсуліну відносно ліполізу
в адипоцитах реалізується за рахунок двох біохімічних механізмів:
а) зменшення концентрації цАМФ, що може бути пов’язане з активацією фосфо-
дісстсрази цАМФ;
б) збільшення проникності мембран адипоцитів до глюкози, результатом чого с
активація в жировій тканині гліколізу і, відповідно, накопичення гліколітичних мета-
болітів діоксіацстонфосфаіу та 3-фосфогліцсринальдегіду. Ці метаболіти, у свою чергу,
є попередниками гліцсрол-3-фосфату, що необхідний для реетерифікації жирних кис-
лот при біосинтезі триацилгліцеролів. Таким чином, стимульоване інсуліном підвище-
не надходження в адипоцити глюкози переключає метаболізм жирних кислот на вико-
ристання їх здебільшого в синтетичних реакціях і зменшує їх вихід у кров.
Розглянуті біохімічні особливості дії інсуліну пояснюють певні зміни вуглеводного та
ліпідного обмінів, що спостерігаються при голодуванні та цукровану діабеті. Зазначені
стани, для яких властиве зниження концентрації інсуліну в крові, характеризуються також зниженням надходження в адипоцити глюкози, що, зменшуючи шюкозозалежне гальмування мобілізації жирних кислот (див. вище), сприяє їх виходу в плазму крові та використанню іншими тканинами як енергетичного джерела. Введення глюкози та інсуліну хворим на цукровий діабет або експериментальним тваринам, що голодують, спричиняє інгібування ліполізу в адипоцитах і протидіє надмірному збільшенню НЕЖК у плазмі крові.
Соматотропін - гормон передньої частки гіпофіза, який також стимулює ліполіз
у жировій тканині за умов голодування, але його ліполітична дія суттєво відрізняєть-
ся від дії катехоламінів та глюкагону. Соматотропін спричиняє підвищення процесів
ліполізу за рахунок підвищення синтезу відповідних ферментних білків. Метаболічні
ефекти соматотропіну розвиваються повільно, що свідчить про його значення в по-
ступовій адаптації до голодування.
Ліполіз в інших тканинах (м’язах, печінці) регулюється за подібними нейрогу-
моральними механізмами.
55. Реакції окислення жирних кислот (β-окислення); роль карнітину в транспорті жирних кислот в мітохондрії.
56. Окислення гліцеролу: ферментативні реакції, біоенергетика.
57. Кетонові тіла. Реакції біосинтезу та утилізації кетонових тіл, фізіологічне значення.
Утилізація КТ
58. Порушення обміну кетонових тіл за умов патології (цукровий діабет, голодування).
Метаболізм кетонових тіл в умовах патології
У нормі концентрація кетонових тіл у крові та більшості тканин незначна (в се-
редньому 10-20 мг/л). Проте за умов голодування та цукрового діабету створюють-
ся метаболічні умови, за яких кількість кетонових тіл у тканинах різко підвищується
за рахунок значної активації їх синтезу. При цьому значно зростають як концентрація
кетонових тіл у крові (кетонемія), так і їх виділення з сечею (кетонурія).
Біохімічною основою зростання вмісту кетонових тіл в умовах патологи є
зменшення ступеня утилізації ацетил-КоА в циклі трикарбонових кислот
внаслідок порушень вуглеводного обміну.
Справа в тому, шо входження ацетил-КоА в ЦТК залежить від наявності в клітині
достатньої кількості оксалоацстату, необхідного для утворення цитрату. У свою чер-
гу, утворення оксалоацстату, необхідного для нормального функціонування трикарбо-
нового циклу, залежить від кількості пірувату (розділ 10.4), основним постачальником
якого с гліколітичне розщеплення глюкози. В умовах зменшеного надходження в клітину
глюкози (голодування, цукровий діабет) оксалоацетат спрямовується на шлях піюко-
неогенезу і стає недосяжним для взаємодії з ацетил-КоА в цитратсинтазній реакції. У
зазначених метаболічних умовах ацетил-КоА значною мірою використовується для
синтезу кетонових тіл - ацетоацетагу та Р-гідроксибутирагу. Сприяє накопиченню в
клітинах ацетил-КоА також його підвищене утворення при р-окислснні жирних кислот
за рахунок стимуляції в умовах глюкозного голодування ліполізу в жировій тканині. Ці
біохімічні закономірності пояснюють давній вислів "Жири згоряють у полум ї вуг-
леводів”
Введення в організм глюкози (при голодуванні), або глюкози з інсуліном (при цук-
ровому діабеті) підвищує внутрішньоклітинний рівень моносахариду і нормалізує
гліколіз, що призводить до активації утилізації ацетил-КоА в циклі трикарбонових кис-
лот і зменшення утворення кетонових тіл. Проте в умовах відсутності необхідної те-
рапії концентрація ацетоацетату, Р-гідроксибутирату та ацетону в організмі хворих на
цукровий діабет може зростати в десятки разів, супроводжуючись порушенням кис-
лотно-лужного балансу і розвитком метаболічного кетоацидозу, який с небезпечним
для нормального функціонування клітин головного мозку.