Тема 8.7. Мобилизация жира. Гормональная

РЕГУЛЯЦИЯ МОБИЛИЗАЦИИ ЖИРОВ

1. Жиры, депонированные в адипоцитах в абсорбтивный период, используются как источник энергии в период голодания и при длительной физической работе. Жиры являются самыми высококалорийными веществами в организме, так как жирные кислоты, входящие в их состав, являются наиболее восстановленными молекулами (т.е. содержащими много связей -СН₂-), при окислении которых выделяется большое количество энергии. Так, при окислении 1 г жиров выделяется 9,7 ккал, а 1 г углеводов - 4,7 ккал.

2. Мобилизация жира происходит в основном под действием гормонов глюкагона и адреналина и представляет собой гидролиз жира в адипоцитах до жирных кислот и глицерола ферментом - гормончувствительной

Рис. 8.16. Мобилизация жира из жировых депо

ГЧ-липаза - гормончувствительная липаза (ТАГ-липаза).

После отделения первой жирной кислоты под действием ТАГ-липазы остальные сложноэфирные связи в ДАГ и МАГ гидролизуются другими липазами

липазой (или ТАГ-липазой) (рис. 8.16). Этот фермент находится в адипоцитах и активируется путем фосфорилирования через аденилатциклазную систему. Кроме гормончувствительной липазы, в регуляции мобилизации жиров участвует и белок перилипин, который в дефосфорилированной форме покрывает капли жира в адипоцитах (рис. 8.17), а при фосфорилировании отделяется от них, и молекулы ТАГ становятся доступными действию гормончувствительной липазы.

Мобилизация жиров стимулируется также норадреналином, секретируемым симпатическими нервными окончаниями при физической работе и стрессе и передающим сигнал через аденилатциклазную систему. Действие норадреналина через синапсы более эффективно, чем действие циркулирующего в крови адреналина.

3. В результате мобилизации жиров концентрация жирных кислот в крови увеличивается приблизительно в два раза. Время полужизни жирных кислот очень мало (менее 5 минут); это означает, что существует быстрый поток жирных кислот из жировой ткани к другим органам. Жирные кислоты, как гидрофобные молекулы, транспортируются кровью в периферические ткани в комплексе с белком альбумином, имеющим центры связывания гидрофобных молекул.

Рис. 8.17. Роль перилипина в регуляции мобилизации жиров из жировой ткани

А - до действия глюкагона; Б - после действия гормона

Перилипин (П) фосфорилируется протеинкиназой А и отделяется от жировой капли. Фосфорилированная гормончувствительная липаза (ГЧЛ) получает доступ к субстрату - ТАГ и начинает их гидролиз. П-Ф - перилипин фосфорилированный

Тема 8.8. Β-окисление высших жирных кислот - источник энергии для синтеза атф. Регуляция I -окисления

1. Жирные кислоты, как и глюкоза, являются основными «топливными молекулами». Большинство тканей, кроме нервной ткани, эритроцитов (в которых отсутствуют митохондрии), использует жирные кислоты как источник энергии.

Жирные кислоты, проникающие из крови в клетку, сначала подвергаются реакции активации под действием фермента ацил-КоА-синтетазы:

Жирные кислоты могут вступать в различные реакции: окисления, синтеза ТАГ или фосфолипидов только в виде КоА-производных.

2. β-Окисление жирных кислот - это специфический путь катаболизма

жирных кислот, продуктом которого является ацетил-КоА. Название «β-окисление» эти реакции получили потому, что окисление в радикале жирной кислоты происходит по β-углеродному атому. β-Окисление жирных кислот и последующее за ним окисление ацетил-КоА в ЦТК служат источником энергии для синтеза АТФ.

Процесс β-окисления происходит в матриксе митохондрий и только в аэробных условиях, так как он связан с ЦПЭ через коферменты дегидрогеназ, водород от которых поступает в ЦПЭ. Внутренняя мембрана митохондрий непроницаема для ацил-КоА, поэтому существует система переноса

радикала жирных кислот через мембрану в комплексе с молекулой карнитина (рис. 8.18). Фермент карнитинацилтрансфераза I, осуществляющий перенос ацила на карнитин на внешней мембране митохондрий, является регуляторным в процессе β-окисления, так как определяет скорость переноса жирных кислот внутрь митохондрий.

Рис. 8.18. Транспорт высших жирных кислот через мембраны митохондрий

Во внешней мембране митохондрий находится фермент карнитинацилтрансфераза I, который катализирует перенос ацила с КоА на небольшую молекулу - карнитин. Затем ацилкарнитин с помощью транслоказы проходит через внутреннюю мембрану митохондрий, где фермент карнитинацилтрансфераза II переносит ацил на внутримитохондриальный HS-KoA. Фермент карнитинацилтрансфераза I - регуляторный в процессе β-окисления, ингибитором этого фермента является малонил-КоА

3. После того как ацил-КоА попадает в матрикс митохондрий, начинается процесс β-окисления, представляющий собой четыре последовательные реакции, которые заканчиваются укорочением жирной кислоты на два углеродных атома, отделяющиеся в форме ацетил-КоА (рис. 8.19). Эти четыре реакции β-окисления (дегидрирование, гидратация, дегидрирование, отщепление ацетил-КоА) обычно называют «циклом β-окисления», так как имеется в виду, что одни и те же реакции повторяются с радикалом жирной кислоты до тех пор, пока вся кислота не превратится в ацетильные остатки.

Количество молекул АТФ, которые образуются при окислении жирной кислоты, можно рассчитать по формуле:

2* - энергия двух макроэргических связей АТФ используется на активацию жирной кислоты.

Рис. 8.19. Реакции β-окисления жирных кислот