Липолиз триглицеридов. Бурая жировая ткань. Тканевое окисление глицерина. Энергетическая эффективность.
Липолиз – это расщепление триглицеридов на молекулу глицерина и 3 отдельных молекулы жирных кислот (ЖК). В жировой ткани содержится несколько липаз, из которых наибольшее значение имеют триглицеридлипаза (так называемая гормоночувствительная липаза), диглицеридлипаза и моноглицеридлипаза. Триглицеридлипаза активируется рядом гормонов (например, адреналином, норадреналином, глюкагоном и др.), тогда как диглицеридлипаза и моноглицеридлипаза не чувствительны к их действию. Триглицеридлипаза является регуляторным ферментом.Установлено, что гормоночувствительная липаза (триглицеридлипаза) находится в жировой ткани в неактивной форме, и активация ее гормонами протекает сложным каскадным путем, включающим участие по крайней мере двух ферментативных систем. Процесс начинается со взаимодействия гормона с клеточным рецептором, в результате чего модифицируется структура рецептора (сам гормон в клетку не поступает) и такой рецептор активирует аденилатциклазу. Последняя, как известно, катализирует образование циклического аденозинмонофосфата (цАМФ) из аденозинтрифосфата (АТФ).
Образовавшийся цАМФ активирует фермент протеинкиназу, который путем фосфорилирования неактивной триглицеридлипазы превращает ее в активную форму (рис. 11.1). Активная триглицеридлипаза расщепляет триглицерид на диглицерид и жирную кислоту. Затем при действии ди- и моноглицеридлипаз образуются конечные продукты липолиза – глицерин и свободные жирные кислоты, которые поступают в кровяное русло. Скорость липолиза триглицеридов не является постоянной, она подвержена регулирующему влиянию различных факторов,
среди которых особое значение имеют нейрогормональные.
Бурая жировая ткань - имеет бурый, коричневатый цвет. Такой цвет бурой жировой ткани обусловлен большим количеством железосодержащего пигмента – цитохрома.
Функция бурой жировой ткани - выделение тепла, она согревает организм. У взрослого человека бурой жировой ткани очень немного. У новорожденных ее значительно больше, но по мере роста ее количество снижается. У человека бурая жировая ткань в чистом виде имеется около почек и щитовидной железы. Кроме этого, между лопатками, на грудной клетке и на плечах у человека имеется смешанная жировая ткань, состоящая как из белой, так и бурой жировой ткани.
Тканевое окисление глицерина.Глицерин-продукт метаболизма жир.ткани, не использ-ся адипоцитами. Глицерин утилизируют ткани, содержащие фермент глицеролкиназу(печень, почки, слиз.кишечника, мол.железа)
г
лицерин
в клетке подвергается фосфорилированию
с участием фермента глицеролкиназы.
Сначала
глицерин при участии глицеролфосфокиназы
превращается в альфа-глицеролфосфат.
Последний под действием НАД-зависимой
альфа-глицеролфосфатдегидрогеназы
превращается в дигидроксиацетонфосфат,
который являясь обычным метаболитом
гликолиза, включается в гликолиз и
превращается его ферментами до лактата
в анаэробных условиях или до СО2 и Н2О в
аэробных. Превращение одной молекули
глицерина дает одну молекулу АТФ в
анаэробных условиях и 19 молекул АТФ в
аэробных. Глицерин – очень хороший
энергетический субстрат и используется
в этих целях практически всеми органами
и тканями
β - окисление высших жирных кислот (ВЖК). Энергетическая эффективность процесса (для предельных и непредельных жирных кислот). Влияние тканевого окисления ВЖК на утилизацию глюкозы тканями.
β-Окисление - специфический путь катаболизма жирных кислот, при котором от карбоксильного конца жирной кислоты последовательно отделяется по 2 атома углерода в виде ацетил-КоА. Метаболический путь - β-окисление - назван так потому, что реакции окисления жирной кислоты происходят у β-углеродного атома. Реакции β-окисления и последующего окисления ацетил-КоА в ЦТК служат одним из основных источников энергии для синтеза АТФ по механизму окислительного фосфорилирования. β-
Окисление жирных кислот происходит только в аэробных условиях. Продуктами каждого цикла β-окисления являются FADH2, NADH и ацетил-КоА. Хотя реакции в каждом "цикле" одни и те же, остаток кислоты, который входит в каждый последующий цикл, короче на 2 углеродных атома. В последнем цикле окисляется жирная кислота из 4 атомов углерода, поэтому образуются 2 молекулы ацетил-КоА, а не 1, как в предыдущих. Суммарное уравнение β-окисления, например пальмитоил-КоА может быть представлено таким образом: С15Н31СО-КоА + 7 FAD + 7 NAD+ 7 HSKoA → 8 СН3-СО-КоА + 7 FADH2 + 7 (NADH + H+).
Влияние тканевого окисления ВЖК на утилизацию глюкозы тканями. Жирные кислоты угнетают поглощение глюкозы мышцами. При гипогликемии происходит мобилизация жирных кислот и увеличение окисления их в мышцах при одновременном снижении утилизации глюкозы, а прием углеводов и повышение уровня глюкозы в крови приводят к снижению липолиза и усилению липогенеза. Цикл «глюкоза - свободные жирные кислоты» – цикл Рэндла – является одним из механизмов, обеспечивающих гомеостаз
глюкозы. Повышенное окисление свободных жирных кислот в мышечной ткани приводит к истощению запасов НАД+, что способствует ингибированию цикла Кребса и увеличению внутриклеточного содержания цитрата и ацетил-КоА. Последний в свою очередь угнетает активность пируватдегидрогеназы, вследствие чего пируват конвертируется в лактат или аланин. Повышенное содержание цитрата, которое образуется в цикле Кребса из ацетил-КоА и оксалоацетата, угнетает активность фосфофруктокиназы., способствуя повышению концентрации глюкозо-6-фосфата,ингибируя гексокиназу, снижая утилизацию люкозы и соответственно гликолиз.