1)Важнейшие липиды тканей. Основные фосфолипиды и гликолипиды тканей человека. Липиды- это низкомолекулярные органические вещества хорошо растворимые в неполярных растворителях. В организме человека общее содержание липидов находится в пределах 10-20% от массы тела. Наибольшее содержание липидов в жировой и нервной ткани. В плазме крови здорового человека содержание липидов находится в след.пределах: общие липиды -4-7 г/л, триацилглицерины – 0.55-1.65 ммоль/л, фосфолипиды- 2-4.7 ммоль/л, холестериды -3.9-6.5 ммоль/л. По физиологическому назначению липиды организма делятся на три: резервные липиды; протоплазматические или структурные липиды; транспортные липиды. Резервные липиды в основном представлены триациглицеринами. Они депонируются в больших кол-ах в жировых депо и затем по мере необходимости легко мобилизуются и расходуются как энергетический материал. При полном окислении 1 гр. жира высвобождатся 9.3 ккал энергии(38.9кДж) Протоплазматические липиды представлены фосфолипидами глицеридами и не глициридами, гликолипидами и холестеридами. Это структурные компоненты клеточных мембран и их содержание в организме постоянно. Транспортные липиды - это липиды, находящиеся в комплексе с белками и доставляемые экстрацелюлярными жидкостными средами (кровь, лимфа) от одного органа к другому. Чаще их называют транспортными липопротеинами (ЛП). Все транспортные липопротеины построены по типу гидрофобной мицелы и состоят из гидрофобного ядра, образованного триацилглицеринами и холестеридами, и гидрофильного слоя, образованного дифильными молекулами фосфолипидов, гликолипидов и молекулами белка, формирующих гидратную оболочку. Различают следующие типы транспортных липопротеинов:

Хиломикроны (ХМ) формируются в стенке кишечника и отличаются от других транспортных липопротеинов самым высоким содержанием триацилглицеринов (85-90%), низким содержанием холестерина, фосфолипидов и белка (0,5-2,0%). Хиломикроны – это главная транспортная форма экзогенных, ресинтезированных в стенке кишечника, триацилглицеринов. Вследствие большого диаметра частиц (d=100-500нм), ХМ не проникают через мембраны эндотелиальных клеток кишечника в кровяные капилляры и хорошо диффундируют в лимфу. Током лимфы оттекающей от кишечника, ХМ доставляются в грудной лимфатический проток и затем только попадают в кровоток. Концентрация ХМ в крови находится в пределах от 0 - 0,5 до 2,0г/л.

липопротеины высокой плотности (ЛПОНП) или пре--липопротеины, формируются в печени и частично в эпителиальных клетках тонкого кишечника. ЛПОНП отличаются, как и ХМ, высоким содержанием триацилглицеринов (64-80%), но в отличие от ХМ содержат много фосфолипидов (15-18%), холестеридов (8-15%) и белка (10-13%). ЛПОНП являются главной транспортной формой ситезируемых эндогенных триацилглицеринов. В эндотелии капилляров различных органов имеется фермент липопротеинлипаза, связанная с гликозамингликанами внутренней поверхности капилляров и непосредственно контактирует с кровью. Этот фермент имеет центр связывания липопротеинов и каталитический центр для гидролиза триацилглицеринов. Благодаря этому ферменту ЛПОНП и ХМ, постепенно освобождаясь от триацилглицеринов, превращаются в ЛПНП, а также, вероятно, и в ЛПВП. Концентрация ЛПОНП в крови находится в пределах 1,5-2,0 г/л. липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) или - липопротеины образуются в крови из ЛПОНП и являются главной транспортной формой холестерина из печени во все органы и ткани, на поверхности клеток которых имеются рецепторы, специфичные к ЛПНП, где холестерин используется для построения клеточных мембран. Особенно легко проникают -липопротеиды к клеткам стенки сосудов, доставляя в них холестерин. Содержание холестерина в ЛПНП составляет 35-40 %, фосфолипидов 21-25% и белка 25%. Концентрация ЛПНП в крови здорового человека составляет 3,0-4,5 г/л.

липопротеины низкой плотности (ЛПНП ) или α- липопротеины образуются в крови из ЛПОНП и являются главной транспортной формой холестерина из печени во все органы и ткани, на поверхности клеток которых имеются рецепторы, специфичные к ЛПНП, где холестерин используется для построения клеточных мембран. Особенно легко проникают α- -липопротеиды к клеткам стенки сосудов, доставляя в них холестерин. Содержание холестерина в ЛПНП составляет 35-40 %, фосфолипидов 21-25% и белка 25%. Концентрация ЛПНП в крови здорового человека составляет 3,0-4,5 г/л.

2) Строение и биологические функции липидов. Функции: Липиды являются энергетическим материалом, выполняют защитные, пластические, транспортные и регуляторные функции. По физиологическому назначению липиды организма делятся на три группы: резервные липиды, протоплазматические или структурные липиды и транспортные липиды (липопротеины).Резервные липиды в основном представлены триацилглицеринами. Они депонируются в больших количествах в жировых депо и затем по мере необходимости легко мобилизуются и расходуются как энергетический материал. При полном окислении 1 грамма жира высвобождается 9,3 ккал энергии (38,9 кДж).Протоплазматические липиды представлены фосфолипидами глицеридами и не глицеридами (сфингофосфатиды), гликолипидами и холестеридами. Это структурные компоненты клеточных мембран и их содержание в организме постоянно.

Строение: Резервные липиды в основном представлены триациглицеринами. Они депонируются в больших кол-ах в жировых депо и затем по мере необходимости легко мобилизуются и расходуются как энергетический материал. При полном окислении 1 гр. жира высвобождатся 9.3 ккал энергии(38.9кДж) Протоплазматические липиды представлены фосфолипидами глицеридами и не глициридами, гликолипидами и холестеридами. Это структурные компоненты клеточных мембран и их содержание в организме постоянно. Транспортные липиды - это липиды, находящиеся в комплексе с белками и доставляемые экстрацелюлярными жидкостными средами (кровь, лимфа) от одного органа к другому. Чаще их называют транспортными липопротеинами (ЛП). Все транспортные липопротеины построены по типу гидрофобной мицелы и состоят из гидрофобного ядра, образованного триацилглицеринами и холестеридами, и гидрофильного слоя, образованного дифильными молекулами фосфолипидов, гликолипидов и молекулами белка, формирующих гидратную оболочку. Различают следующие типы транспортных липопротеинов:Хиломикроны (ХМ) формируются в стенке кишечника и отличаются от других транспортных липопротеинов самым высоким содержанием триацилглицеринов (85-90%), низким содержанием холестерина, фосфолипидов и белка (0,5-2,0%). Хиломикроны – это главная транспортная форма экзогенных, ресинтезированных в стенке кишечника, триацилглицеринов. Вследствие большого диаметра частиц (d=100-500нм), ХМ не проникают через мембраны эндотелиальных клеток кишечника в кровяные капилляры и хорошо диффундируют в лимфу. Током лимфы оттекающей от кишечника, ХМ доставляются в грудной лимфатический проток и затем только попадают в кровоток. Концентрация ХМ в крови находится в пределах от 0 - 0,5 до 2,0г/л. липопротеины высокой плотности (ЛПОНП) или пре--липопротеины, формируются в печени и частично в эпителиальных клетках тонкого кишечника. ЛПОНП отличаются, как и ХМ, высоким содержанием триацилглицеринов (64-80%), но в отличие от ХМ содержат много фосфолипидов (15-18%), холестеридов (8-15%) и белка (10-13%). ЛПОНП являются главной транспортной формой ситезируемых эндогенных триацилглицеринов. В эндотелии капилляров различных органов имеется фермент липопротеинлипаза, связанная с гликозамингликанами внутренней поверхности капилляров и непосредственно контактирует с кровью. Этот фермент имеет центр связывания липопротеинов и каталитический центр для гидролиза триацилглицеринов. Благодаря этому ферменту ЛПОНП и ХМ, постепенно освобождаясь от триацилглицеринов, превращаются в ЛПНП, а также, вероятно, и в ЛПВП. Концентрация ЛПОНП в крови находится в пределах 1,5-2,0 г/л. липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) или - липопротеины образуются в крови из ЛПОНП и являются главной транспортной формой холестерина из печени во все органы и ткани, на поверхности клеток которых имеются рецепторы, специфичные к ЛПНП, где холестерин используется для построения клеточных мембран. Особенно легко проникают -липопротеиды к клеткам стенки сосудов, доставляя в них холестерин. Содержание холестерина в ЛПНП составляет 35-40 %, фосфолипидов 21-25% и белка 25%. Концентрация ЛПНП в крови здорового человека составляет 3,0-4,5 г/л. Липопротеины низкой плотности (ЛПНП ) или α- липопротеины образуются в крови из ЛПОНП и являются главной транспортной формой холестерина из печени во все органы и ткани, на поверхности клеток которых имеются рецепторы, специфичные к ЛПНП, где холестерин используется для построения клеточных мембран. Особенно легко проникают α- -липопротеиды к клеткам стенки сосудов, доставляя в них холестерин. Содержание холестерина в ЛПНП составляет 35-40 %, фосфолипидов 21-25% и белка 25%. Концентрация ЛПНП в крови здорового человека составляет 3,0-4,5 г/л.

3) Резервные и структурные липиды. Резервные липиды – запасаются в организме, и их количество меняется в зависимости от возраста, пола, условий питания, видов деятельности. Резервные липиды в основном представлены триациглицеринами. Они депонируются в больших кол-ах в жировых депо и затем по мере необходимости легко мобилизуются и расходуются как энергетический материал. При полном окислении 1 гр. жира высвобождатся 9.3 ккал энергии(38.9кДж) Протоплазматические – входят в состав всех структур клеток, органов и тканей и практически остаются на одном уровне в течение всей жизни. Они составляют 25% всего жира в организме. Протоплазматические липиды представлены фосфолипидами глицеридами и не глициридами, гликолипидами и холестеридами. Это структурные компоненты клеточных мембран и их содержание в организме постоянно.

4) Переваривание жиров, всасывание продуктов гидролиза, роль желчных кислот. Обязательным условием для переваривания жиров является перевод их эмульгированное состояние с помощью желчных кислот.

Желчные кислоты (холевая, дезоксихолевая, литохолевая - 3-оксихолановая кислота) являются производными холановой кислоты.

В составе желчи желчные кислоты коньюгированы либо с таурином (Н2N-СН2-SО2-ОН), либо с гликоколом (Н2N-СН2-СООН), образуя парные комплексы. Парные желчные кислоты (гликохолевая, таурохолевая, гликодезоксихолевая, тауродезоксихолевая и др.) обладают амфифильными свойствами, являются поверхностно активными веществами и поэтому вызывают эмульгирование жиров.

Триацилглицерины пищи разрушаются панкреатической липазой, которая поступает в кишечник в неактивном виде. Липаза активируется желчными кислотами и кишечного происхождения - колипазой. Под воздействием липазы эмульгированные триацилглицерины гидролитически разрушаются до моноацилглицерина и жирных кислот. Моноацилглицерины далее разрушаются карбоксиэстеразами кишечника и панкреатического сока до глицерина и жирной кислоты.

СН2-О-СО-СН2-R` СН2-ОН R`-СН2-COOH

| + 3 НОН |

CН-О-СО-СН2-R`` CН-ОН + R``-СН2-COOH

| липаза |

СН2-О-СО-СН2-R``` СН2-ОН R```-СН2-COOH

триацилглицерид

Фoсфолипиды в кишечнике гидролизуются особой группой ферментов называемых фосфолипазами. Существует несколько типов фосфолипаз, обозначаемых как А, B (A2), C, D.

СН3 CH2OH

|+ |

СН3--N--СН2--СН2 CН-ОН + Н3РО4

| | | фосфорная

СН3 О СН2-ОН кислота

| (D) глицерин

R-CН2-СН=СН-СН2 СН2---О--Р=О

| | \ОН R-СН=CН-СН2-COOH

О=С---О--СН (С) + 4НОН ненасыщенная жирная кислота

|

(А) СН2-О--С=О фосфолипаза R`-СН2-СН2-COOH

| (А,В,С,D) насыщенная жирная кислота

(B) СН2 CН3

| |

R`-СН2-СН2 СН3--N-СН2-СН2-OH

л е ц и т и н |

СН3 холин

Переваривание стеридов (холестеридов), которыми богаты желток яиц, сливочное масло, рыбья икра и др. осуществляется панкреатической холестеролэстеразой.

Активатором этого фермента также являются желчные кислоты.

СН3

СН- СН2-СН2- СН2- СН-СН3

| |

СН3 СН3

СН₃

+НОН

Эстераза холестерин + жирная кислота

О

|

C=O

| холестерид

R

5) Состав, строение и физиологическая роль транспортных липопротеидов крови. Все транспортные липопротеины построены по типу гидрофобной мицелы и состоят из гидрофобного ядра, образованного триацилглицеринами и холестеридами, и гидрофильного слоя, образованного дифильными молекулами фосфолипидов, гликолипидов и молекулами белка, формирующих гидратную оболочку. Различают следующие типы транспортных липопротеинов:Хиломикроны (ХМ) формируются в стенке кишечника и отличаются от других транспортных липопротеинов самым высоким содержанием триацилглицеринов (85-90%), низким содержанием холестерина, фосфолипидов и белка (0,5-2,0%). Хиломикроны – это главная транспортная форма экзогенных, ресинтезированных в стенке кишечника, триацилглицеринов. Вследствие большого диаметра частиц (d=100-500нм), ХМ не проникают через мембраны эндотелиальных клеток кишечника в кровяные капилляры и хорошо диффундируют в лимфу. Током лимфы оттекающей от кишечника, ХМ доставляются в грудной лимфатический проток и затем только попадают в кровоток. Концентрация ХМ в крови находится в пределах от 0 - 0,5 до 2,0г/л. липопротеины высокой плотности (ЛПОНП) или пре--липопротеины, формируются в печени и частично в эпителиальных клетках тонкого кишечника. ЛПОНП отличаются, как и ХМ, высоким содержанием триацилглицеринов (64-80%), но в отличие от ХМ содержат много фосфолипидов (15-18%), холестеридов (8-15%) и белка (10-13%). ЛПОНП являются главной транспортной формой ситезируемых эндогенных триацилглицеринов. В эндотелии капилляров различных органов имеется фермент липопротеинлипаза, связанная с гликозамингликанами внутренней поверхности капилляров и непосредственно контактирует с кровью. Этот фермент имеет центр связывания липопротеинов и каталитический центр для гидролиза триацилглицеринов. Благодаря этому ферменту ЛПОНП и ХМ, постепенно освобождаясь от триацилглицеринов, превращаются в ЛПНП, а также, вероятно, и в ЛПВП. Концентрация ЛПОНП в крови находится в пределах 1,5-2,0 г/л. липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) или - липопротеины образуются в крови из ЛПОНП и являются главной транспортной формой холестерина из печени во все органы и ткани, на поверхности клеток которых имеются рецепторы, специфичные к ЛПНП, где холестерин используется для построения клеточных мембран. Особенно легко проникают -липопротеиды к клеткам стенки сосудов, доставляя в них холестерин. Содержание холестерина в ЛПНП составляет 35-40 %, фосфолипидов 21-25% и белка 25%. Концентрация ЛПНП в крови здорового человека составляет 3,0-4,5 г/л. Липопротеины низкой плотности (ЛПНП ) или α- липопротеины образуются в крови из ЛПОНП и являются главной транспортной формой холестерина из печени во все органы и ткани, на поверхности клеток которых имеются рецепторы, специфичные к ЛПНП, где холестерин используется для построения клеточных мембран. Особенно легко проникают α- -липопротеиды к клеткам стенки сосудов, доставляя в них холестерин. Содержание холестерина в ЛПНП составляет 35-40 %, фосфолипидов 21-25% и белка 25%. Концентрация ЛПНП в крови здорового человека составляет 3,0-4,5 г/л.

6 ) Нарушение переваривания и всасывания липидов. Всасывание продуктов переваривания липидов это активный энергозависимый процесс, но вместе с тем он имеет свои особенности. Внутри стенки кишечника холеиновые комплексы распадаются , и желчные кислоты отводятся от кишечника кровотоком в печень, где вновь секретируется в состав печени. Глицерин, фосфорная кислота, азотистые компоненты липидов легко всасываются в стенку кишечника. Однако в процессе всасывания некоторые компоненты липидов ввиду выраженного их местног био.эффекта , претерпевают хим.модификацию своей структуры, например Холин холин –фосфат ЦДФ –Холин. При некоторых состояниях организма переваривание и всасывание липидов нарушается. Нарушение переваривания липидов наблюдается при недостатке липолитических ферментов в панкреатическом соке или при вследствие нарушения поступления сока поджелудочной железы в кишечник. Нарушается процесс переваривания и всасывание продуктов переваривания липидов при недостатке желчных кислот в желчи или при нарушении оттока желчи в кишечник. Основным признаком нарушения переваривания липидов яв-ся стеаторея т.е выделение не переваренных липидов с калом, который приобретает белый цвет из-за содержания в нем не переварившихся липидов.

7) Ресинтез Триацилглицеринов: Триацилглицерины пищи разрушаются панкреатической липазой, которая поступает в кишечник в неактивном виде. Липаза активируется желчными кислотами и кишечного происхождения - колипазой. Под воздействием липазы эмульгированные триацилглицерины гидролитически разрушаются до моноацилглицерина и жирных кислот. Моноацилглицерины далее разрушаются карбоксиэстеразами кишечника и панкреатического сока до глицерина и жирной кислоты.

СН₂-О-СО-СН2-R` СН<sub>2</sub>-ОН R`-СН₂-COOH

| + 3 НОН |

CН-О-СО-СН2-R`` CН-ОН + R``-СН₂-COOH

| липаза |

СН₂-О-СО-СН2-R``` СН<sub>2</sub>-ОН R```-СН₂-COOH

триацилглицерид глицерин жирные кислоты

8) Обмен жирных кислот. Карнитиновый челночный механизм. Бета-окисление.

В клетках все метаболитические превращения свободных жирных кислот начинаются с процесса их активирования, т.е. образования ацил-КоА. Эти реакции катализируются ацил-КоА-синтетазами:

R R

| АМФ + Н₄Р₂О₇ |

СН2 ­ СН2

| НS-КоА + АТФ |

СН2 ацил-КоА синтетаза СН2

| |

СООН С=О

жирная \

кислота S-КоА

ацил-КоА

Карнитиновый челнок: Карнитин используется для доставки жирных кислот из цитозоля в митохондриях, где ацил-КоА подвергается бета-окислению.

R CН₂-N(СН₃)₃ R

| | НS-КоА |

СН₂ НО-СН СН₂

| + | |

С=О СН₂ ацилтрансфераза С=О CН₂---N(СН₃)₃

\ | |

S-КоА СООН О---СН

ацил-КоА карнитин |

СН₂

|

СООН

Ацилкарнитин

Бета-окисление: Β-окисление жирных кислот осуществляется при участии НS-КоА и мультиэнзимного комплекса и завершается образованием ацетил-КоА:

НОН+2АТФ НОН +3АТФ

R  R R 

| ФАДН₂---->1/2 О₂ | | НАДН₂--->1/2О₂

СН₂ ФАД  СН + НОН НО-С-Н НАД

|  |

СН₂ ацил-КоА дегидрогеназа СН гидратаза СН₂ дегидрогеназа

| | |

С=О С=О С=О

\ \ \

S-КоА S-КоА S-КоА

ацил-КоА (Сn) еноил-КоА бета-гидроксиацил-КоА

R R СН3

| | |

С=O С=O С=О

| \ + \

СН₂ НS-КоА S-КоА S-КоА

| тиолаза ацил-КоА ацетил-КоА

С=О (Сn-2)

\

S-КоА

бета-кетоацил-КоА (Сn)

Далее окисляется укороченная на два углеродных атома молекула ацил-КоА. На последнем этапе образуется радикал кислоты, содержащий четыре углеродных атома - бутирил-КоА, который окисляется с образованием двух молекул ацетил-КоА и воды, высвобождаемая энергия аккумулируется в 5 молекулах АТФ:

НОН+2АТФ НОН +3АТФ

СН₃  СН₃ СН₃ 

| ФАДН2 | | НАДН2--->1/2О₂

СН₂ ФАД  СН + НОН НО-С-Н НАД 

|  |

СН₂ ацил-КоА СН гидротаза СН₂ гидроксиацил-КоА

| дегидрогеназа | | дегидрогеназа

С=О С=О С=О

\ \ \

S-КоА S-КоА S-КоА

бутирил-КоА (С4) кротонил-КоА бета-гидроксибутирил-КоА

СН₃ СН₃ СН₃

| | |

С=O С=O С=О

| НS-КоА \ + \

СН₂ S-КоА S-КоА

| тиолаза ацетил-КоА ацетил-КоА

С=О (С2) (С2)

\

S-КоА

ацетоацетил-КоА

9) Биосинтез жирных кислот. Источником для синтеза жирных кислот служит малонил-КоА, образующийся из ацетил-КоА. Ацетил-КоА доставляется к месту синтеза жирных кислот из митохондрий, где он образуется при бета-окислении жирных кислот. Доставка ацетил-КоА из митохондрий в цитозоль осуществляется либо карнитиновым челночным механизмом, либо с помощью цитрата. В митохондриях из ацетил-КоА и щавелево-уксусной кислоты (ЩУК) синтезируется цитрат, который при участии специфической транслоказы митохондриальной мембраны доставляется в цитозоль.

В цитозоле цитрат под воздействием цитозольной цитратлиазы разрушается и вновь образуется ацетил-КоА. Далее, при участии биотин-содержащего фермента (ацетил-КоА -карбоксилаза) в эндоплазматическом ретикулуме из ацетил-КоА и угольной кислоты синтезируется малонил-КоА:

CООН

СН₃ |

| ( Mg ⁺⁺ ) СН₂

С=О + Н₂СО₃ + АТФ | + АДФ + Н₃РО₄

\ биотин-фермен С=О

S-КоА \

ацетил-КоА S-КоА

малонил-КоА

Для синтеза пальмитиновой кислоты нужно семь таких циклов, соответственно требуется семь остатков малонила и один ацетил. Синтезированная пальмитиновая кислота соединяется с КоА и образуется пальмитоил-КоА. Синтез жирных кислот с числом углеродных атомов больше чем у пальмитиновой кислоты может идти в митохондриях и в цитозоле. В митохондриях для этих целей к пальмитоил-КоА присоединяется ацетил-КоА при участии соответствующих ферментов, а в цитозоле используется малонил-КоА

10) Особенности биосинтеза жиров в печени и жировой ткани. Из жирных кислот и глицерина в печени могут синтезироваться триацилглицериды и др. липиды В печени для синтеза липидов могут вовлекаться метаболиты углеводного обмена, в частности, вместо глицерина – фосфодиоксиацетон, кот в присутствии НАДН2 восст в глицирофосфат:

СН2-ОН НАД СН2-ОН

ǀ НАДН2 ǀ

С =О СН-ОН

ǀ редуктаза ǀ

СН2-ОРО3-Н2 СН2-ОРО3-Н2

Фосфодиоксиацетон глицерофосфат

В печени на основе глицерофосфата синтезируются фосфолипиды, которые вкл в ЛОНП.