Тема: «Обмен липидов: переваривание и всасывание липидов в жкт. Тканевый липолиз. Окисление жирных кислот. Обмен кетоновых тел». Теоретическое обоснование темы

Липиды поступают в организм с пищей животного и растительного происхождения (ежесуточно около 90 г), имеют важное энергетическое значение, участвуют в образовании клеточных мембран, являются растворителями витаминов. С жирами вводятся некоторые полиненасыщенные кислоты, которые относятся к категории незаменимых (линолевая, линоленовая, арахидоновая). Триацилглицериды содержатся в пищевых жирах, мясе, богатый источник жиров — куриное яйцо, особенно желток (до 31%). Фосфатидами и холестерином богаты желток куриного яйца, икра, печень, мозги.

Переваривание липидов происходит в двенадцатиперстной кишке, где сосредоточены липаза (сок поджелудочной железы) и конъюгированные желчные кислоты в составе желчи. Желчные кислоты, являясь амфифильными соединениями, ориентируются на границе раздела жира и воды, погружаясь гидрофобной частью молекулы в каплю жира, а гидрофильной оставаясь в водной среде, что приводит к снижению поверхностного натяжения и к дроблению капель жира. На поверхности мельчайших мицелл сорбируется липаза, гидролизующая эфирные связи в молекуле липидов. В результате триацилглицерид теряет остатки жирных кислот, последние усиливают эмульгирование липидов. Всасываться могут негидролизованные жиры и продукты их гидролиза. Около 3/4 липидов всасываются в виде моноацилглицеридов.

Желчные кислоты образуют мицеллы с жирными кислотами и моноацилглицеридами, что позволяет проникать в клетки слизистой оболочки. В толще слизистой оболочки желчные кислоты высвобождаются, поступают в портальный кровоток, с током крови— в печень, затем секретируются в желчные капилляры, используясь повторно. Потери желчных кислот с калом компенсируются их синтезом в печени. Нарушение желчеобразования или поступления желчи в кишечник приводит к выделению жиров в непереваренном виде с калом (стеаторрее).

В клетках кишечника продукты переваривания жиров вступают в процесс ресинтеза, образуя липиды, свойственные данному организму. Ресинтезированный жир и частично продукты переваривания жира поступают в лимфатические капилляры и в капилляры портальной системы. Липиды нерастворимы в жидкостях организма, и транспорт кровью происходит только после включения в состав липопротеидов, в которых белки играют роль солюбилизатора.

Всего существуют четыре вида липопротеинов: два — хиломикроны и липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), образуются в кишечнике и представляют собой транспортные формы липидов.

Окисление жирных кислот.

Жирные кислоты (ЖК) вовлекаются в процесс β-окисления, который происходит в митохондриях скелетных мышц и миокарде. Превращения жирных кислот начинаются с их активации, т. е. образования ацитил-КоА.

RCOOH + HS-КоА + АТФ → RCO —КоА + АМФ+ + фосфат.

Реакция катализируется ацитил-КоА-синтетазой.

Мембрана митохондрий непроницаема для жирных кислот, их перенос обеспечивается карнитином.

Карнитинацилтрансфераза катализирует присоединение ацил-КоА к карнитину с образованием ацилкарнитина, который проникает в митохондрии, где вновь преобразуется в ацил-КоА, а карнитин высвобождается.

Дальнейшие этапы β-окисления:

1) дегидрирование при участии ФАД-зависимой дегидрогеназы;

2) присоединение воды (гидроксил — в β-положение) с образованием гидрооксиацил-КоА;

3) дегидрирование НАД-зависимой дегидрогеназой β-углеродного атома с образованием β-кетоацил-КоА.

Реакцию катализирует тиолаза, расщепляющая тиосвязь, что приводит к образованию ацетил-КоА и ацил-КоА с укороченной на два углеродных атома цепью.

Ацетильный остаток ацетил-КоА окисляется в лимоннокислом цикле, укороченная жирная кислота вовлекается в повторный цикл. В реакциях дегидрирования (1,2) восстанавливаются коферменты, они передают атомы водорода на дыхательную цепь, что сопровождается синтезом АТФ. Полный выход АТФ при окислении ЖК больше, чем при окислении глюкозы, и зависит от длины цепи жирной кислоты. При окислении ЖК с нечетным числом углеродных атомов на последнем цикле β-окисления образуется одна молекула пропионил-КоА, который превращается в результате карбоксилирования и изомеризации в сукцинил-КоА, затем в фумарат, сгорающий в цикле Кребса.

Метаболизм кетоновых тел.

Под кетоновыми телами подразумевают ацетоуксусную кислоту (ацетоацетат), β-оксимасляную кислоту и ацетон. Ацетон в крови в норме присутствует в крайне низких концентрациях. Он образуется в результате спонтанного декарбоксилирования ацето-

уксусной кислоты. Кетоновые тела образуются в печени из ацетил-КоА.

В крови здорового человека кетоновые тела содержатся лишь в небольших количествах. У лиц с тяжелым сахарным диабетом, при голодании концентрация кетоновых тел в крови значительно увеличивается. Кетонемия возникает в случаях, когда скорость образования кетоновых тел превышает способность периферических тканей их утилизировать. В периферических тканях β-оксимасляная кислота окисляется до ацетоуксусной кислоты, а последняя активируется с образованием соответствующего КоА-эфира (ацетоацетил-КоА).

Существует два ферментативных механизма активации ацетоуксусной кислоты:

Первый путь — использование АТФ и HS-КоА,

второй путь — перенос КоА от сукцинил-КоА на ацетоуксусную кислоту. Данная реакция катализируется ферментом 3-кетоацил-КоА-трансферазой.

Образовавшийся в ходе этих реакций ацетоацетил-КоА подвергается далее тиолитическому расщеплению в митохондриях с образованием двух молекул ацетил-КоА, который окисляется затем в цикле трикарбоновых кислот.

Кетонемия и кетонурия.

При голодании и сахарном диабете содержание кетоновых тел в крови может значительно повышаться, что сопровождается увеличением содержания кетоновых тел в моче. Кетонемия имеет следующее объяснение: за счет энергетического голода при недостатке инсулина глюкоза не может с достаточной скоростью поступать в клетку, при этом резко усиливаются липолиз и мобилизация большого количества жирных кислот из жирового депо в печень, где происходит усиленное образование кетоновых тел. Последние в огромных количествах транспортируются к периферическим тканям и полностью не могут быть использованы в качестве энергетического материала.