Обмен липидов

52. Основные липиды тканей человека, химическое строение, свойства, физиологическое значение.

53. Нормы суточного потребления жиров, особенности переваривания и всасывания. Образование и функции желчных кислот. Переваривание и всасывание, ресинтез жиров в клетках стенки кишечника. Хиломикроны, строение, функции.

54. Ненасыщенные жирные кислоты. Зависимость их концентрации от питания. Физиологическое значение. Простагландины, лейкотриены, их роль в регуляции метаболизма и физиологических функций.

55. Основные фосфолипиды тканей человека, строение и биологические функции. Биосинтез фосфолипидов. Липотропные факторы, их значение, проявление недостаточности.

56. Транспортные липопротеины крови, особенности строения, состава, функций. Липопротеинлипазы. Дислипопротеинемии, гиперлипопротеинемии.

57. Депонирование и мобилизация жиров, биологическая роль процессов, регуляция, зависимость от ритма питания и физической нагрузки.

58. Окисление высших жирных кислот. Последовательность реакций -окисления. Связь окисления жирных кислот с цитратным циклом и дыхательной цепью. Физиологическое значение.

59. Биосинтез и использование кетоновых тел, концентрация их в крови и моче в норме. Факторы, активирующие кетогенез. Кетонемия, кетонурия.

60. Обмен и функции холестерина. Биосинтез холестерина, регуляция процесса. Транспорт и выведение холестерина из организма.

61. Гиперхолестеринемия, причины и последствия. Биохимические основы патогенеза атеросклероза, профилактика и коррекция гиперхолестеринемии.

62. Взаимосвязь обмена жиров и углеводов. Схема образования жиров из глюкозы. Особенности метаболизма жировой ткани. Ожирение.

52) Наиболее распространенные липиды- это нейтральные жиры, структурным компонентом которых , как и большинства липидов, являются жирные кислоты.

Жирные кислоты липидов человека представляют собой углеводородную неразветвлённую цепь, на одном конце которой находится карбоксильная группа, а на другом - метальная группа (ω-углеродный атом). Большинство жирных кислот в организме содержат чётное число атомов углерода - от 16 до 20. Жирные кислоты, не содержащие двойных связей, называют насыщенными. Основной насыщенной жирной кислотой в липидах человека является пальмитиновая (до 30-35%). Жирные кислоты, содержащие двойные связи, называют ненасыщенными. Ненасыщенные жирные кислоты представлены моноеновыми (с одной двойной связью) и полиеновыми (с двумя и большим числом двойных связей). Если в составе жирной кислоты содержатся две и более двойных связей, то они располагаются через СН2-группу.

Название кислоты	Cn : m	ω	Структура кислот
	Насыщенные
Миристиновая	14:0		СН3-(СН2)12СООН
Пальмитиновая	16:0		CH3-(CH2)14COOH
Стеариновая	18:0		СН3-(СН2)16СООН
	Моноеновые
Пальмитоолеиновая	16:1Δ9		СН3-(СН2)5СН=СН-(СН2)7-СООН
Олеиновая	18:1Δ9		СН3-(СН2)7СН=СН-(СН2)7СООН
	Полиеновые
Линолевая*	18:2Δ9,12	6
α-Линоленовая*	18:3Δ9, 12, 15	3	СН3-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-СН2-СН=СН-(СН2)7-СООН
Эйкозатриеновая	20:3 Δ8, 11, 14	6
Арахидоновая**	20:4Δ5, 8, 11, 14	6	СН3-(СН2)3-(СН2-СН=СН)4 (СН2)3СООН
Эйкозапентаеновая (тимнодоновая)	20:5Δ5,8, 11,14, 17	3	СН3-СН2-(СН=СН-СН2)5(СН2)2СООН
Докозопентаеновая (клупанодоновая)	22:5Δ7, 10, 13, 16,19	3
Докозагексаеновая	22:6Δ4, 7, 10, 13, 16,19	3

Примечания: Cn:m - число атомов углерода (n) и число двойных связей (m) в молекуле жирной кислоты; w (6,3) - номер углеродного атома, у которого находится первая двойная связь, считая от w- (метильного) атома углерода; D - позиция двойной связи, считая с первого, карбоксильного атома углерода; * - жирные кислоты, которые не синтезируются в организме (незаменимые); ** - арахидоновая кислота может синтезироваться из линолевой кислоты.

Жирные ксилоты , входящие в состав липидов животных и высших растений, имеют много общих свойств. Как уже отмечалось, почти все природные жирные кислоты содержат четное число углеродных атомов, чаще всего 16 или 18. ненасыщенные ЖК животных и человека, участвующие в построении липидов , обычно содержат двойную связь между 9-м и 10-м атомами углерода; дополнительные двойные связи, как правило, бывают на участке между 10-м атомом углерода и метильным концом цепи.

53) 1) Потребность в жирах -80-100г/сут, →ТАГ 1/3-1/2-энергетической ценности пищи: Животные жиры 75%, Растительное масло 25%(ПНЖК). Фосфолипиды, Холестерин

2) особенности переваривания и всасывания

- Ассимиляция пищевых жиров

*Включает все этапы метаболизмы пищевых ТАГ, начиная с переваривания их с ЖКТ и заканчивая распределения продуктов гидролиза по всем тканям

*Все природные липиды хорошо перевариваются

*При смешанном питании

Так как липиды не растворимы в Н2О их переваривание имеет свои особенности и протекает в неск стадий.

*Липиды при механическом воздействии под влиянием желчи смешиваются с пищеварительными соками с образованием эмульсии ("масло в Н2О")

Образование эмульсии необходимо для увеличения площади действия ферментов, т.к. они работают только в водной фазе. Липиды жидкой пищи (молоко, бульон) поступают сразу в виде эмульсии

* Под действием ферментов происходит гидролиз липидов эмульсии с образованием водорастворимых простых липидов

*Выделенные из эмульсии простые липиды соединяясь с компонентами желчи образуют мицеллы

*Мицеллы обеспечивают всасывание липиды в клетках эндотелия кишечника.

- Основной процесс переваривания липидов происходит в тонком кишечнике

1. Эмульгирование липидов происходит под действием желчных кислот

2. Желчные кислоты синтезируются в печени , концентрируются в желчном пузыре в составе желчи

3. После приема жирной пищи желчь выделяет в просвет 12-перстной кишки (500-1500 мг/сут)

2) Желчные кислоты синтезируются в печени из холестерина.

В желче желчные кислоты присутствуют в основном в виде конъюгатов с глицином (66-805) и таурином (20-345), образуя парные желчные кислоты: таурохолевую, гликохолевую

Функции желчных кислот :

Эмульгирующая располагаясь на поверхности раздела фаз жир-вода, препятствуют их расслаиванию

Активация липазы

Способствуют всасыванию продуктов переваривания и жирорастворимых витаминов

3) Гидролиз ТАГ в тонком кишечнике осуществляет панкреатическая липаза

оптимум рН=8,

* гидролизует ТАГ преимущесвено в положениях 1 и 3, с образованием 2 ЖК и моноацилглицерола

*часть МАГ гидролизуется до глицерина и ЖК

Ресинтез ТАГ в клетках слизистой кишечника. Большая часть продуктов переваривания вновь превращается в ТАГ. При ресинтезе образуются водоспецифические жиры (более свойственные нашму организму, а не пищевому жиры). Ресинтезированные жиры транспортируюся в лимфу, затем в кровь в составе транспортных форм- хиломикронов.

4) Хиломикроны -надмолекулярные комплексы сферической формы, состоящих из липидов, белков аполипротеинов,-апо

*В гидрофильную оболочку входят белки и амфифильные ФЛ, ХС

*В гидрофобное ядро входят гидрофобные липиды -85% ТАГ, ЭХС

*Созревание хиломикронов в крови при включении в состав апопротеинов

54) 1) В тканях млекопитающих присутствуют ненасыщенные жирные кислоты, различающиеся длиной алифатической цепи между концевой метильной группой и ближайшей двойной связью. Установлено что наиболее распространенные мононенасыщенные жирные кислоты -пальмитоолеиновая и олеиновая-синтезируются из пальмитиновой и стеариновой кислот. Образование двойной связи происходит в микросомах клеток печени и жировой ткани при участии специфической оксигеназы и молекулярного кислорода.

В этой реакции одна молекула кислорода используется в качестве акцептора двух пар электронов, одна из которых принадлежит субстрату (Ацил-КоА), а другая -НАДФН2:

Пальмитоил-КоА Пальмитоолеил- КоА

С₁₅Н₃₁-СО-S-КоА+НАДФН2+О₂→СН₃-(СН₂)₅-СН=СН-(СН₂)₇-СО-S-КоА+НАДФН2⁺+2Н₂О

Вместе с тем ткани человека и ряда животных, неспособны синтезировать линолевую и линоленовую кислоты, а долны получать их с пищей .

Биологическая роль полиненасыщенных жирных кислот в значительнй мере прояснилась с открытием нового класса актиных соединений - простагландинов.

2) Эйкозаноиды, включающие в себя простагландины, тромбоксаны, лейкотриены и ряд других веществ, - высокоактивные регуляторы клеточных функций

- Структура и номенклатура простагландинов и тромбоксанов

Простагландины (рис. 8-45) обозначают символами, например PG А, где PG обозначает слово "простагландин", а буква А обозначает заместитель в пятичленном кольце в молекуле эйкозаноида.

Каждая из указанных групп простагландинов состоит из 3 типов молекул, отличающихся по числу двойных связей в боковых цепях. Число двойных связей обозначают нижним цифровым индексом, например, PG Е2.

Число двойных связей в боковых цепях простагландинов зависит от структуры предшественника - полистовой кислоты, из которой образовались простагландины. Две двойные связи полиеновой кислоты используются при образовании кольца в молекуле простагландина, а количество оставшихся двойных связей в радикалах, связанных с кольцом, определяет серию простагландина: 1 - если одна двойная связь, 2 - если две двойные связи и 3 - если в радикалах имеются три двойных связи.

PG I - простациклины. Имеют 2 кольца в своей структуре: одно пятичленное, как и другие простагландины, а другое - с участием атома кислорода. Их также подразделяют в зависимости от количества двойных связей в радикалах (PG I2, PG I3).

Структура и синтез лейкотриенов, ГЭТЕ, липоксинов

Лейкотриены также образуются из эйкозаноевых кислот, однако в их структуре отсутствуют циклы, как у простагландинов, и они имеют 3 сопряжённые двойные связи, хотя общее число двойных связей в молекуле больше (рис. 8-49). Лейкотриены С4, D4 и Е4 имеют заместители в виде трипептида глутатиона, дипептида глицилцистеина или цистеина, соответственно.

Липоксигеназный путь синтеза, приводящий к образованию большого количества разных эйкозаноидов, начинается с присоединения молекулы кислорода к одному из атомов углерода у двойной связи, с образованием гидропероксидов - гидропероксидэйкозатетраеноатов (ГПЭ-ТЕ). Далее гидропероксиды превращаются в соответствующие гидроксиэйкозатетроеноаты (ГЭТЕ).

Структура и синтез лейкотриенов и ГЭТЕ

Синтез лейкотриенов идёт по пути, отличному от пути синтеза простагландинов, и начинается с образования гидроксипероксидов - гидропероксидэйкозатетраеноатов (ГПЭТЕ). Эти вещества или восстанавливаются с образованием гидроксиэйкозатетроеноатов (ГЭТЕ) или превращаются в лейкотриены или липоксины. ГЭТЕ отличаются по положению гидроксильной группы у 5-го, 12-го или 15-го атома углерода, например: 5-ГЭТЕ, 12-ГЭТЕ.

Липоксигеназы действуют в 5-й, 12-й или 15-й позиции арахидоновой кислоты в зависимости от типа ткани. Например, в ПЯЛ содержится в основном 5-липоксигеназа, в тромбоцитах - 12-липоксигеназа, в эозинофилах - 15-липоксигеназа.

В лейкоцитах и тучных клетках 5-ГПЭТЕ превращается в эпоксидлейкотриен А4 (LT А4), где нижний индекс 4 обозначает общее количество двойных связей. Наличие 3 сопряжённых двойных связей обусловливает название "лейкотриен".

55) 1)Фосфолипиды-разнообразная группа липидов, содержащих в совем составе остаток фосфорной кислоты. Фосфолипиды делят на глицерофосфолипиды, онову которых составляют трёхатомных спит глицерол, и сфингофосфолипиды -производные аминоспирта сфингозина. Фосфолипиды имеют амфифильные свойства, т.к. содержат алифатические радикалы жирных кислот и разлинчые полярные группы. Благодаря своим свойствам фосфолипиды не только являются основой всех клеточных мембран, но и выполняют другие функции: образуют поверхностный гидрофильный слой липопротеинов крови, выстилают поверхность альвеол, предотвращая слипание стенок во время выдоха. некоторые фосфолипиды участвуют в передаче гормонального сигнала в клетки. Сфингомиелины являются фосфолипидами, формирующими структуру миелиновых оболочек и других мембранных структур нервных клеток.

- Глицерофосфолипиды. Представляют собой молекулы в которых 2 жирные кислоты связаны сложноэфирной связью с глицеролом в 1 и 2 позициях, в третьей позиции находится остаток фосфорной кислоты.

2)биосинтез фосфолипидов

* Наиболее интенсивно протекает в печени, также в других тканях (исключая эритроциты)

*Синтез происходит в эндоплазматическом ретикулуме

*Синтез ФЛ проходит через стадию образования фосфатидной кислоты

*Предшественником в синтезе является Ц Д Ф-этаноламин

3) Липотропные вещества

Все вещества, способствующие синтезу ФЛ и препятствующие синтезу ТАГ, называются липотропными факторами. К ним относятся:

*Структурные компоненты фосфолипидов: П Н Ж К,инозитол, серин, холин, этаноламин

*Метионин- донор метильных групп для синтеза холина и фосфатидилхолина

* Витамины:

-пиридоксин (В6) способствуюий образованию ФЭА из ФС

-цианкобаламин (В12) и фолиевая кислота участвующие в образовании активной форы метионина, и, следовательно, в синтезе фосфатидилхолина.

При недостатке липотропных факторов в печени начинается жировая инфильтрация печени

56) Транспорт ЛП в крови. Обмен липопротеинов. ЛП-уник транспор форма липидов в ор-ме чел-ка. ЛП осущ тр-т: экзоген жиров, эндог жиров, жирораств вит, горм, к местам утилиз млм депонир. ЛП имеют сфер форму. ЛП сод белки основ из кот явл гликопротеин В-100, кл имеющ рец к апо-В-100Юзахват ЛП путем эндоцитоза, кол-во рецеп на мембр-от 15000 до 70000, чем ↑содер ХС в кл, тем меньше рец-ов апо В-100. Сост и ф-ции ЛП: ЛОНП- обр-е кл ст-ки к-ка, печень, ф-ции тр-т эндон ТАГ, ХС, к местам утилизации, Катаболизм ЛП-липаза теряя ТАГ трансформ-ся в ЛПНП. ЛПНП- обр-е синтез в печени, ф-ции-тр-т ХС (60-70%) к тем тканям, кот имеют мембране клеток белки р-ры к ЛПНП (апо-В100); надпочечники, кожа, селезенка. кат-м: проник целиком в кл путем эндоцитоза, фер-ты лизосом гидролиз сод-е ЛПНП. Освободивш ХС метаболизирует в клили депонир-ся. Л П В П- обр-е синтез в печен, ф-ции постав апопротеины др ЛП в крови, уч в "обратном тр-те ХС", кат-м захват KGDG печенью, утилизация ХС (обр-е желч к-т). Дислипопротеинемии-нар-е обмена ЛП крови, и → нар-е обмена липидов, транспортир ЛП. дислипопротеинемии появ-ся чаще всего ↑конц-ии либо одного типа ЛП, либо сочетанным ↑сод-я неск типов ЛП (гиперлипопротеинемия). Липопротеинлипаза — фермент, относящийся к классу липаз. ЛПЛ расщепляет триглицериды самых крупных по размеру и богатых липидами липопротеинов плазмы крови — хиломикронов и липопротеинов очень низкой плотности. ЛПЛ регулирует уровень липидов в крови, что определяет её важное значение в атеросклерозе.

57) Жиры, как и гликоген, считаются формами депонирования энергетического материала. Кроме того жиры - наиболее долгосрочные и наиболее успешные информаторы энергии . При голодании запасы жира у человека истощаются за 5-7 недель, вместе с тем гликоген всецело используется приблизительно за прошедшие сутки. Коль скоро поступление жира превышает необходимости организма в энергии , то жир депонируется в адипоцитах - специальных клетках жирной ткани. Также, коль скоро численность поступающих углеводов более, нежели нужно для депонирования повторяющий вид гликогена, то часть глюкозы кроме того преображается в жиры . Следовательно, жиры в жирной ткани накапливаются в следствии 3 процессов: поступают из хиломикронов, кои навевают экзогенные жиры из кишечника поступают из ЛОНП, кои транспортируют эндогенные жиры, синтезированные в печени из глюкозы возникают из глюкозы в самих клетках жирной ткани. В первом и во втором случае жиры в составе липопротеинов гидролизуются ЛП-липазой и в клетку поступают жирные кислоты, кои далее применяются для синтеза ТАГ. Перед подключением в ТАГ жирные кислоты вначале активируются путем образования тиоэфиров кофермента А, а далее взаимодействуют с глицеролфосфатом. Т.к. глицерол не имеет возможности быть фосфорилирован в адипоцитах (в данных клетках отсутствует глицеролкиназа), то глицеролфосфат возникнет при восстановлении диоксиацетонфосфата. * Резервные лпиды на 99% представлены ТАГ жировой тк( депо!). Исп-е резерв ТАГ происх при:голодании, возд-ии холода, физич нагр-ке, репродукции, росте и разв-я ор-ма.

58) Окисление жирн к-т в кл (βокисл-е) -это пр-сс в ходе кот за неск циклов жирн к-та распад-ся до ацетил-КоА. Лок-я пр-сса в кл: митох(аэробно) , лок-я пр-сса в ор-ах: печень, мышцы(серд мышца) жиров ткань, почки, сменники. Мех-м βокисл-я: 1 цитозоль кл: активация ЖК (АТФ, HS-КоА)-обр-е ацил-КоА,2.перенос ацил-КоА в митох с помощью карнитина.. Полное окисл-е ЖК вкл 3 этапа: 1)β окисл с обр-ем ацетил -КоА,2) утилизация ацетил КоА в ЦТК, 3) окисл-е ФАДН2 и НАДН2 в ЦПЭ с обр-ем Н2О и АТФ

59) Синтез и исп-е кетонов тел. Для окисление образ-ся в б кол-ве из ЖК ацетил-КоА, необх высок емкость(мощность) ЦТК, акт-ть кот ↓ при голодании, сахар диабете, физич нагр-ке. Синтез кетон тел происх в митох печени. т.к. комп-ты (к-ты) ЦТК синтез-ся из глюк, справедливо выр-е "Жиры горят в пламеня углеводв". Синтез кетон тел. Обр-ся в большом кол-ве из ЖК ацетил-КоА, участ в синтезе кетон тел. К кетон телам отн: β-оксибутират (β-оксимаслянная к-та), ацетоацетат(ацетоуксус к-та) ацетон. Ацетон обр-ся в крови неферментативно при декарбоксилировании ацетоацетат. Регуляторный фермент синтеза КТ Г М Г-КоА-синтетаза(индуцируют высок концентр ЖК, ингибируется высокими концентр своббодноо HS-KoA. Кетон тела трансп-ся кровью из печени и активно окисл-ся в тк-х (в т.ч. в нерв ткани). биолог роль КТ( окис-ся в аэроб тк, обесп синтез АТФ, ок-е кетон тел сберегает глюк). Кетонемия- ув-е конц КТ в крови, при кетонемии разв-ся кетонурия-выд-е с мочой КТ

60) Обмен холестерина (ХС). ХС-один из осн липидов ор-ма. Ф-ции: формир-е мембр кл, синтез стероид гормонов, синтез витамина Д3, синтез желч к-т. Биосинтез ХС наиб инт-но протек в печени(80%), ст-ке к-ка(10%) коже (5%), коре надпочечников (5%). суммарная р синтеза: 18 ацетил-КоА+18 НАДФН2+18АТФ +О2→ХС+9 CO2+ 18 HS -КоА. Пр-сс синтеза вкл 35 р, выд-ся условно 4 стадии: синтез мевалоновой к-ты, синтез изопентил-дифосфата, обр-е сквалена, циклизация ХС. вывед-е ХС: желчь, к-к 0.5-0.7 г/сут, кожное сало 0.1-0.2 г/сут.

61) нар-е обмена ХС чаще сего привод к гиперхолистеринемии и посл разв-ю атеросклероза. При атеросклерозе происх обр-е на ст-ах артерий атеросклерот бляшек, предст собой в основ отлож ХС, атеросклерот бляшки разр кл эндотелия сос, и в таких местах чатсо обр-ся тромбы. Атеросклероз- полигенне заб-е. Одно из осн причин разв-я атеросклероза-нар-е баланса м/д поступлением ХС с пищей, его синтезом и вывед из ор-ма. Причны гиперхолестеринемии. Гиперхолестеринемия: Первичная( нар-е стр-ры апо-В-100, мутации в гене апоВ-100-рец-ра в плазмат мембр), Вторичная( гиперкаллорийное питание→избыт синтез ТАГ, ХС, ЛПНП; хим модифик белков и липидов ЛПНП→гликозилирование апоВ-00-ПОЛ ЛПНП). биозим основы комплексной коррекции липид обмена при атеросклерозе: гипокаллорийная диета (растит пища), ПНЖКω3 морепродукты(из них синт-с эйкозаноиды, подавл тромбообр-е и замедл разв-е атеросклерот бляшки), вит-ны С,Е,А и др антиоксиданты( ингибирует ПОЛ и поддер структуру ЛПНП и их метаболизм.

62) Синтез обр-я жиров из углеводов.

Синтез жиров в жировой тк. В жиров тк исп-ся в осно жирные к-ты, освободив при гидролизе жиров ХМ и ЛПОНП. Жирн к-ты пост в адипоциты, перв-ся в поизвод КоА, и взаим с глицерол-3-фосфатом, обр-я сначало лизофосфатидную к-ту а затем фосфатидную. Кроме жирн к-т поступ в адипоциты из крови, в этих кл идет и синтез жирн к-т из продуктов распада глюк. * Жировая тк сост 20-25% от общей массы тела у женщин и 15-20% у мужчин. Однако избыт нак-е жира в адипоцитах( ожирение) широко распр. Ожирение-важн фактор риска разв-я инфаркта миокарда, инсульта, сахар диабета, артер гиперензии и желчнокаменной бол-ни. Ожир счит сост когда масса тела прев 20% от "идеальной" для данного индивидумума.