V. Эталоны ответов

V.1. IV модуль. Обмен и функции липидов

1

А. У α-углеродного атома располагаются преимущественно насыщенные жирные кислоты: 1- пальмитиновая, 3 –миристиновая, 4 – стеариновая.

Б. У β-атома углерода располагаются преимущественно ненасыщенные жирные кислоты: 2 - арахидоновая, 5 – линолевая.

В. От глицерофосфолипида под действием фосфолипазы А₂ отщепляется арахидоновая кислота. Это происходит для обновления глицерофосфолипидов в тканях, а также для биосинтеза эйкозаноидов (простагландинов и др.).

2

А . 1. +

О

СН₂-О-С-R₁

 О

CН-О-С-R₂

 О

СН₂-О-Р-О-СН₂-СН-NН₃⁺ Н⁺ (рН<<7)

 

ОН СООН

2 . -

О

СН₂-О-С-R₁

 О

CН-О-С-R₂

 О

СН₂-О-Р-О-СН₂-СН-NН₂ ОН⁻ + Н⁺ → Н₂О (рН>>7)

 

О− СОО−

О

Б. СН₂-О-С-R₁

 О

CН-О-С-R₂

 О

СН₂-О-Р-О-СН₂-СН-NН₃⁺

 

О⁻ СОО⁻

В. Ионные силы взаимодействия.

3

А. Панкреатическая липаза. Класс - гидролаза.

Н₂С-О-СО-С₁₅Н₃₁ панкреатическая Н₂С-ОН + С₁₅Н₃₁СООН

│ липаза │

НС-О-СО-С₁₇Н₃₃ + 2Н₂О НС-О-СО-С₁₇Н₃₃

│ желчь, рН 7,8 │

Н₂С-О-СО-С₁₇Н₃₅ Н₂С-ОН + С₁₇Н₃₅СООН

Б. Ионы бикарбонатов (НСО₃^─), они образуются в поджелудочной железе.

В. Жирные кислоты и β-моноацилглицерины.

4

А. β-моноацилглицерины.

Б. Это вещество обладает выраженными дифильными свойствами, поэтому ускоряет эмульгирование жиров.

В. Желчные кислоты, фосфолипиды, белки.

Г. Гидрофильные (гидроксильные, карбоксильные, аминогруппы) взаимодействуют с водой, а гидрофобные (углеводородные группы) взаимодействуют с липидами, что позволяет таким веществам эмульгировать липиды.

5

А. В организме у человека недостаток незаменимых (эссенциальных) жирных кислот: линолевая, линоленовая (3), а также жирорастворимых витаминов: А, D, Е, К (4).

Б. Отсутствие этих компонентов в диете приводит к развитию названных патологий, т.к. эссенциальные жирные кислоты необходимы для нормального функционирования кожи; витамин А участвует в образовании компонентов структур соединительной ткани и в акте зрения; витамин D способствует формированию костной ткани; витамин К необходим для свертывания крови.

6

О О

+ +

║ ║

А . Н₂С-О-Р-О-СН₂-СН₂-N(CН₃)₃ Н₂С-О-Р-О-СН₂-СН₂-N(CН₃)₃

│ │

О- О-

Е

НС-О-СО-С₁₉Н₂₉ НС-ОН + С₁₉Н₂₉СООН

Н₂С-О-СО-R Н₂C-О-СО-R

Усилится разрушение фосфолипидов, входящих в состав мембран эритроцитов до лизофосфолипидов. Они обладают лизирующим действием на мембраны, что повысит гемолиз эритроцитов.

Б. Нет. В сфингомиелине остаток жирной кислоты связан со сфингозином амидной связью. Фосфолипаза А₂ разрушает только эфирную связь.

7

А. Появляются крупные частицы – хиломикроны.

Б. Липопротеинлипаза. Гепарин, активирующий этот фермент, называют «просветляющим фактором».

В. Н₂С-О-СО-R Н₂C-ОН

│ ЛП – липаза │

НС-О-СО-R НС-ОН + 3 RCООН

│ │

Н₂С-О-СО-R Н₂С-ОН

триглицерид глицерин жирная кислота

Идет гидролиз триглицеридов в составе хиломикронов. При этом количество триглицеридов уменьшается и размер хиломикронов тоже уменьшается. Остаточные хиломикроны удаляются из крови, кровь «просветляется».

8

1) наследственый дефект фермента липопротеинлипазы (ЛП-липазы). Фермент находится на поверхности эндотелия капилляров, в основном мышечной и жировой тканей. Он катализирует гидролиз ТГ в составе хиломикронов (ХМ) до глицерина и жирных кислот. Продукты гидролиза включаются в метаболизм тканей, а остаточные ХМ поглощаются клетками печени. Дефект ЛП-липазы приводит к повышению содержания ТГ в составе ХМ в крови, придавая сыворотке крови молочный цвет.

2) наследственный дефект апопротеинов в составе ХМ. В составе ХМ присутствует апопротеины, которые необходимы для «узнавания» хиломикронов липопротеинлипазой, для активации этого фермента и связывания остаточных ХМ с рецепторами печени.

9

А. Таким пациентам нужно назначать фестал.

Б. Функции желчных кислот: эмульгируют жиры, увеличивая поверхность соприкосновения фермента и субстрата; стабилизируют тонкодисперстную эмульсию; участвуют в образовании смешанных мицелл, что способствует всасыванию продуктов гидролиза липидов в клетки кишечника. Далее желчные кислоты поступают через воротную вену в печень, потом в желчный пузырь и снова участвуют в эмульгировании, что позволяет им многократно использоваться. Поэтому при уменьшении секреции желчи будет нарушаться процесс переваривания липидов и всасывания продуктов их гидролиза.

В. Этапы ассимиляции жиров: эмульгирование → гидролиз ТГ (триглицеридов) с образованием преимущественно β-моноглицеридов и жирных кислот → образование смешанных мицелл → всасывание их в эпителий кишечника → ресинтез ТГ → образование ХМ и ЛПОНП → их транспорт кровью → гидролиз под действием ЛП-липазы с образованием глицерина и жирных кислот → включение жирных кислот в метаболизм клеток периферических тканей (ассимиляция).

10

Стеариновая кислота (С18) претерпевает 8 циклов β-окисления (8·5=40АТФ), и из неё образуется 9 молекул ацетил КоА (9·12=108АТФ), на активацию кислоты расходуется 1АТФ. Следовательно, общий баланс энергии 40 + 108 −1 = 147 АТФ.

Линолевая кислота (С18) имеет 2 ненасыщенные связи, следовательно, при её окислении образуется на 2 молекулы ФАД·Н₂ меньше, что составляет 4 АТФ. Поэтому общее количество АТФ в этом случае будет 143.

11

Капроновая кислота имеет 6 атомов углерода, следовательно, она претерпевает 2 цикла ß-окисления (2·5=10АТФ) и образует 3 молекулы ацетил КоА (3·12=36АТФ), на её активацию затрачивается 1АТФ. Общий баланс энергии 10+36−1=45АТФ.

Капроновая кислота имеет несколько больший запас энергии, т.к. при окислении глюкозы образуются 36-38 АТФ.

12

Поскольку количество карнитина снижено, то и окисление жирных кислот в мышцах происходит очень медленно (нарушен транспорт ВЖК из

цитоплазмы в митохондрии). Окисление жирных кислот - важный источник энергии, поэтому в данном случае способность к выполнению физической работы заметно снижена.

13

А. β-окисление локализовано в митохондриях, биосинтез жирных кислот локализован в цитоплазме.

Б. Регуляторный фермент β-окисления карнитин-ацилтрансфераза, а биосинтеза - ацетил-КоА-карбоксилаза.

В. Коферменты β-окисления – КоА, НАД⁺, ФАД⁺; коферменты биосинтеза -

карбоксибиотин, НАДФН_2.

Г. β-окисление связано с образованием АТФ (при окислении НАДН₂ и ФАДН₂ в дыхательной цепи), а биосинтез связан с потреблением АТФ.

14

А. При увеличении в крови концентрации глюкагона будет активироваться фермент триглицеридлипаза адипоцитов. Гормон глюкагон взаимодействует с рецепторами адипоцитов и активирует аденилатциклазную систему. Это приводит к фосфорилированию триглицеридлипазы. Активный фермент отщепляет один остаток жирной кислоты от триглицерида с образование диглицерида. Далее действуют диглицеридлипаза и моноглицеридлипаза.

Б. Продукты полного гидролиза триглицеридов – глицерин и жирные кислоты – поступают в кровь.

15

А. При голодании увеличивается секреция глюкагона, что активирует липолиз (активируется ТГ-липаза жировой ткани). Жирные кислоты из жировой ткани выходят в кровь, поступают в печень и подвергаются β-окислению. Так как уровень глюкозы в крови низкий, активируется ее биосинтез в клетках печени, что вызывает выход ЩУК из митохондрий и скорость ЦТК в печени снижается. Продукт β-окисления – ацетил-КоА не окисляется в ЦТК, а используется на биосинтез кетоновых тел. Кетоновые тела из печени поступают в кровь и служат источником энергии для других тканей, в том числе и для нервной.

Б. Ацетоацетат, β-гидроксибутират, ацетон.

В. Резкое повышение уровня кетоновых тел в крови (кетонемия) может привести к развитию кетоацидоза (рН крови сдвигается в кислую сторону), что приводит к изменению конформации различных белков и нарушению их функций.

16

А. Увеличится синтез жирных кислот, т.к.:

1) количество инсулина после приема пищи увеличивается;

2) увеличивается содержание АТФ, цитрата и ацетил КоА - они активируют ацетил КоА-карбоксилазу - аллостерическая активация;

3) возрастают скорость ПФП окисления глюкозы и содержание НАДФН₂.

ацетил-КоА-карбоксилаза

Б

биотин

. Ацетил-КоА + СО₂ + АТФ малонил-КоА + АДФ + Фн

Цитрат является активатором регуляторного фермента ацетил-КоА-карбоксилазы.

17

А. Синтез кетоновых тел у человека, принявшего пищу после трехдневного голодания уменьшится, т.к. содержание глюкозы и аминокислот повысится, Глюконеогенез снизится, что будет способствовать образованию ЩУК. В результате ЦТК активируется, скорость утилизации кетоновых тел возрастает, а β-окисление замедляется.

Б. Предшественниками кетоновых тел при голодании являются жирные кислоты.

В. 78 моль АТФ. 1 моль β-гидроксибутирата даёт 26 моль АТФ.

18

Эстрогены увеличивают количество гидроксиметилглутарил-КоА-редуктазы, которая катализирует синтез холестерина. На фоне снижения образования желчных кислот, мицеллы желчи будут перенасыщены холестерином, что вызывает образование желчных камней.

19

А - андрогенов (тестостерона); Б - витамина Д₃; В - прогестерона; Г – эфиров холестерина; Д - глюко- и минералокортикоидов.

20

А. Это, очевидно, наследуемая семейная гиперхолестеринемия. В обмене холестерина участвуют много белков: ферменты, аполипопротеины, рецепторы ЛПНП; ЛПВП и др. В основе семейной гиперхолестеринемии – наследственный дефект гена, кодирующего какой-либо из указанных белков.

Б. Диета, физическая нагрузка, препараты – ингибиторы синтеза холестерина и всасывания из желудочно-кишечного тракта желчных кислот (холестирамин).

В. Уменьшится, т.к. ЛПВП – антиатерогенны.

21

А. В данном процессе будут участвовать такие производные холестерина, как желчные кислоты. Этот процесс называется энтеро-гепатическая циркуляция.

Б. 1, 3, 4.

22

1 – ЛОНП (липопротеины очень низкой плотности); 2 – ЛПНП (липопротеины низкой плотности); 3 – ЛПВП (липопротеины высокой плотности).

А. 1) ЛП-липаза, 2) ЛХАТ (лецитин-холестерол-ацильрансфераза)

Б. При атеросклерозе концентрация ЛОНП и ЛПНП повышена, а ЛПВП снижена.

В. пре-β-ЛП, β-ЛП, α-ЛП.

23

Метод хроматографического разделения основан на том, что через неподвижную фазу (силикагель) движется подвижная фаза (смесь растворителей – полярные (вода и метанол) и неполярные (хлороформ)). В процессе движения подвижной фазы липиды, нанесенные на адсорбент, движутся с током растворителя. Скорость движения каждого класса липидов определяется сродством того или иного липида к адсорбенту или растворителю. Липиды, имеющие большее сродство к адсорбенту и полярным растворителям (фосфатидилхолин) остаются близко у точки нанесения (Rf = 0,4), а липиды, имеющие большее сродство к неполярному растворителю (триглицериды), будут располагаться дальше от точки нанесения (Rf =1).

24

А. В жировой ткани будет активироваться синтез жирных кислот. Повышение количества глюкозы в крови приводит к повышению инсулина и образованию метаболитов, необходимых для биосинтеза ВЖК. Активация ацетил-КоА-карбоксилазы усилит образование из ацетил-КоА – малонил- КоА.

Б. Углеводы → глюкоза → окисление (гликолиз, ПФП) → метаболиты для синтеза жирных кислот.

В. Инсулин.

Г. Ацетил-КоА, НАДФН_2, АТФ. А также пируват → оксалоацетат (переносчик через мембрану ацетил-КоА из митохондрий, где он образуется, – в цитоплазму, место синтеза ВЖК.

25

А. Фермент ЛХАТ катализирует реакцию превращения холестерина в эфир холестерина при участии жирной кислоты, донором которой является лецитин (фосфатидилхолин).

Б. Этот фермент содержится в ЛПВП.

В. Данная реакция происходит на поверхности ЛПВП. Образованные эфиры холестерина погружаются внутрь частицы, и в составе ЛПВП транспортируются в печень для утилизации холестерина. При недостаточности ЛХАТ не происходит удаления избытка холестерина со стенок сосудов и от других липопротеинов (ЛПНП), поэтому количество холестерина и атерогенных ЛПНП увеличивается в крови, что способствует развитию атеросклероза.

26

А.У ребенка не происходит первая реакция синтеза жирных кислот, а именно образование малонил-КоА из ацетил-КоА.

Б. Нарушен синтез жирных кислот, следовательно, наблюдается их дефицит.

В. В связи с этим нарушены синтезы триглицеридов и фосфолипидов, что приводит к нарушению функций разных тканей, в состав которых входят данные липиды.

27

А. Фосфатидилхолин (лецитин) состоит из глицерина, 2 остатков жирной кислоты, фосфорной кислоты и холина.

Б. ЛПВП – липопротеины высокой плотности;

В. ЛПВП образуются в печени. В их составе много фосфолипидов (50%), содержат апопротеины А-I, С-II, Е, фермент ЛХАТ (лецитинхолестеролацилтрансфераза). Поступают в кровь и принимают холестерин с поверхности ЛПНП и мембран клеток. Фермент ЛХАТ катализирует реакцию переноса ациольного остатка от лецитина на гидроксильную группу холестерина с образованием эфиров холестерина (ЭХ), которые погружаются в гидрофобное ядро ЛПВП. Далее ЛПВП транспортируют ЭХ в печень;

Г. При недостатке фосфатидилхолина может замедляться формирование в печени ЛПВП, что приводит к повышению ЛПНП в крови и может способствовать развитию гиперхолестеринемии.