67. Биосинтез высших жирных кислот в тканях. Биосинтез жиров в печени и жировой ткани.

Биосинтез ВЖК протекает в ЭПС клеток. Исходным материалом для синтеза заменимых ВЖК является АЦЁТИЛ-КОА.

Условия для биосинтеза ВЖК:

1.Наличие АТФ, СО2, Н2О, НАДФ*Н2, поступающий из ГЕКСОЗОМОНОФОСФАТНОГО пути превращения глюкозы.

2.Наличие специальных белков-переносчиков (HS -АПБ).

3.Наличие специальных ферментов синтеза.

Процесс биосинтеза циклический. Каждый цикл включает в себя 6 этапов. АЦЕТИЛ-КОА используется на первом этапе, как «затравка» синтеза.

Первый этап. Этап образования 3-углеродного соединения - МАЛОНИЛ-КОА.

Второй этап. Этап переноса МАЛОНИЛА и АЦЕТИЛА на специальные белки - HS-АПБ.

Третий этап. Этап конденсации МАЛОНИЛА-АПБ и АЦЕТИЛА-АПБ с участием ТРАНСФЕР АЗЫ - СИНТАЗЫ.

Четвёртый этап. Этап восстановления бета -КЕТОАЦИЛ-АПБ.

Пятый этап. Этап ДЕГИДРАТАЦИИ бета-ГИДРОКСИАЦИЛ-АПБ.

Шестой этап. Этап восстановления ЕНОИЛАЦИЛ-АПБ.

Т.о. завершается 1 цикл синтеза ВЖК образованием масляной кислоты (БУТИРИЛ-АПБ). В дальнейшем последовательно и циклично к 4-углеродному фрагменту будут присоединяться молекулы МАЛОНИЛ-КОА. Для подсчёта количества циклов синтеза ВЖК, подсчёта молекул АТФ, МАЛОНИЛ-КОА можно пользоваться формулой: N/2 - 1, где N-это число углеродных звеньев в молекуле ВЖК. Завершается биосинтез любой ВЖК в тканях ДЕАЦИЛАЗНОЙ реакцией.

Так в организме человека происходит синтез всех заменимых ВЖК - всех предельных и непредельных ВЖК, имеющих одну двойную связь.

Синтез триглицеридов происходит из глицерина и жирных кислот (главным образом стеариновой, пальмитиновой и олеиновой). Путь биосинтеза триглицеридов в тканях протекает через образование α-глице-рофосфата (глицерол-3-фосфата) как промежуточного соединения.

В почках, а также в стенке кишечника, где активность фермента глицеролкиназы высока, глицеринфосфорилируется за счет АТФ с образованием глицерол-3-фосфата:

4.7. Обмен холестерина

Обмен холестерина. Холестерин является предшественником в синтезе стероидов: желчных кислот, стероидных гормонов, витамина D₃.Холестерин является обязательным структурным компонентом мембран клеток. Источниками холестерина для клеток является пища (экзогенный холестерин), а также холестерин, синтезированный в печени, кишечнике, коже (эндогенный холестерин). На долю печени приходится около 85% всего эндогенного холестерина. кишечнике синтезируется около 10% а,коже-5% эндогенного холестерина. Печень и кишечник участвуют в распределении холестерина между клетками органов и ткани через транспортные липопротеины крови.

Биологическая роль холестерина:  1.Структурная. Свободный холестерин является, обязательным структурным компонентом мембран клеток. 2.Метаболическая. Холестерин является предшественником биологически активных веществ: витамина D3 СТЕРОИДНЫХ гормонов (АНДРОГЕНОВ, ЭСТРОГЕНОВ, КОРТИКОИДОВ) При окислении холестерина в печени при участии ЦИТОХРОМА Р-450 образуются желчные кислоты, которые принимают участие в переваривании жиров пищи. Наиболее богаты холестерином плазматические мембраны ГЕПАТОЦИТОВ, где на его долю приходится 30% всех мембранных липидов. Содержание холестерина в миелине составляет 20%. В свободном виде холестерин транспортируется по организму с помощью транспортных ЛИПОПРОТЕИНОВ крови. Источники холестерина: 1. Пища. За сутки в организм взрослого человека поступает 0,3гр. холестерина. 2. У человека в среднем с массой 65-70кг за сутки синтезируется 3.5 -4,2гр. холестерина. Печень занимает главное место в синтезе холестерина (85%), в меньшей степени холестерин синтезируется в кишечнике (10%) и коже (5%). На экспорт холестерин синтезируется только в печени и кишечнике. Процесс биосинтеза сложный и многоступенчатый, происходит в цитоплазме клеток. В нём участвуют более 100 ферментов, включает 35 уравнений химических реакций. Биосинтез холестерина можно разделить на 3 стадии: 1.-биосинтез мевалоновой кислоты; 2.-образование сквалена; 3.-циклизация сквалена и образование холестерина 

Железы внутренней секреции (эндокринные, инкреторные) - общее название желез, продуцирующих активные вещества (гормоны) и выделяющие их непосредственно во внутреннюю среду организма. Свое название железы внутренней секреции получили из-за неимения выводных протоков, поэтому образуемые ими гормоны выделяются непосредственно в кровь. К железам внутренней секреции относятся гипофиз, щитовидная железа, паращитовидные железы, надпочечники.

1. Общие свойства гормонов Гормоны - это биологически активные вещества, которые синтезируются в малых количествах в специализированнных клетках эндокринной системы и через циркулирующие жидкости (например, кровь) доставляются к клеткам-мишеням, где оказывают свое регулирующее действие. Гормоны, как и другие сигнальные молекулы, обладают некоторыми общими свойствами. 1) выделяются из вырабатывающих их клеток во внеклеточное пространство; 2) не являются структурными компонентами клеток и не используются как источник энергии; 3) способны специфически взаимодействовать с клетками, имеющими рецепторы для данного гормона; 4) обладают очень высокой биологической активностью - эффективно действуют на клетки в очень низких концентрациях (около 10^-6-10^-11 моль/л). 2. Механизмы действия гормонов Гормоны оказывают влияние на клетки-мишени. Клетки-мишени - это клетки, которые специфически взаимодействуют с гормонами с помощью специальных белков-рецепторов. Эти белки-рецепторы располагаются на наружной мембране клетки, или в цитоплазме, или на ядерной мембране и на других органеллах клетки. Биохимические механизмы передачи сигнала от гормона в клетку-мишень. Любой белок-рецептор состоит, минимум из двух доменов (участков), которые обеспечивают выполнение двух функций: 1) узнавание гормона; 2) преобразование и передачу полученного сигнала в клетку. Каким образом белок-рецептор узнает ту молекулу гормона, с которой он может взаимодействовать? Один из доменов белка-рецептора имеет в своем составе участок, комплементарный какой-то части сигнальной молекулы. Процесс связывания рецептора с сигнальной молекулой похож на процесс образования фермент-субстратного комплекса и может определяется величиной константы сродства. Большинство рецепторов изучены недостаточно, потому что их выделение и очистка очень сложные, а содержание каждого вида рецепторов в клетках очень низкое. Но известно, что гормоны взаимодействуют со своими рецепторами физико-химическим путем. Между молекулой гормона и рецептором формируются электростатические и гидрофобные взаимодействия. При связывании рецептора с гормоном происходят конформационные изменения белка-рецептора и комплекс сигнальной молекулы с белком-рецептором активируется. В активном состоянии он может вызывать специфические внутриклеточные реакции в ответ на принятый сигнал. Если нарушен синтез или способность белков-рецепторов связываться с сигнальными молекулами, возникают заболевания - эндокринные нарушения. Есть три типа таких заболеваний. 1. Связанные с недостаточностью синтеза белков-рецепторов. 2. Связанные с изменением структуры рецептора - генетических дефекты. 3. Связанные с блокированием белков-рецепторов антителами

Работа A – мера превращения энергии из одной формы в другую. Численно работа равна энергии, превращенной из одной формы в другую в процессе совершения работы

вободная и связанная энергия.

Внутренняя энергия любой системы состоит из двух разных частей:

1. Свободная энергия G – это та часть внутренней энергии, которую в принципе можно полностью использовать для совершения работы.

2. Связанная энергия W_СВЯЗ, которую в данных условиях вообще нельзя превратить в работу.

U = G + W_СВЯЗ

В живых организмах свободная энергия, получаемая при усвоении пищи, почти целиком выделяется в ходе биологического окисления, происходящего на внутренних мембранах митохондрий.

Примерно 50%этой энергии выделяется в виде тепла, которое целиком уходит в окружающую среду.

Остальные 50% тратятся на синтезтак называемыхмакроэргов (важнейщий АТФ) – веществ, обеспечивающих энергией все клетки организма.

АТФ-аза

А-Ф-Ф~Ф + Н2О → А-Ф-Ф + Н3 РО4 + энергия

(АТФ) (АДФ) (около30 кДж/моль)

Работа в живом организме производится за счёт энергии, выделяющейся при отщеплении от АТФ концевой фосфатной группы НРО₃ и переносе этой группы на какое-то другое вещество, чаще всего – на воду:

 

 

На совершение работы используется около 40% энергии АТФ, или 20% от исходной энергии пищи.

Остальная энергия опять-таки превращается в теплои уходит из организма.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН

Живые организмы находятся в постоянной и неразрывной связи с окружающей средой. Эта связь осуществляется в процессе обмена веществ. Обмен веществ включает 3 этапа: поступление веществ в организм, метаболизм и выделение конечных продуктов из организма.

Поступление веществ в организм происходит в результате дыхания (кислород) и питания. В ЖКТ продукты питания перевариваются (расщепляются до простых веществ). При переваривании происходит гидролиз полимеров (белков, полисахаридов и других сложных органических веществ) до мономеров, всасывающихся в кровь и включающихся в промежуточный обмен.

Промежуточный обмен (внутриклеточный метаболизм) включает 2 типа реакций: катаболизм и анаболизм (рис. 6-1).

Катаболизм - процесс расщепления органических молекул до конечных продуктов. Конечные продукты превращений органических веществ у животных и человека - СО₂, Н₂О и мочевина. В процессы катаболизма включаются метаболиты, образующиеся как при пищеварении, так и при распаде структурно-функциональных компонентов клеток.

Реакции катаболизма сопровождаются выделением энергии (экзергонические реакции).

Анаболизм объединяет биосинтетические процессы, в которых простые строительные блоки соединяются в сложные макромолекулы, необходимые для организма. В анаболических реакциях используется энергия, освобождающаяся при катаболизме (эндергонические реакции).