metodichka_Lipidy_2020

- с железосодержащими окрашенными цитохромами, придающими ткани коричневатый цвет; - содержание дыхательных

ферментов в них намного превышает содержание АТФсинтетазы.

- повышена активность гена, кодирующего термогенин - разобщающего митохондриального белка. На его долю приходится до 10-15% от общего белка митохондрий .

лептина, адипонекти-нов, эстрогенов

Химический состав белой жировой ткани

Состав жировой ткани зависит от ее локализации: чем глубже под поверхностью кожи она расположена, тем больше содержится насыщенных кислот в составе ТАГ.

В состав жировой ткани входят: ТАГ- 65-85%, вода – 22%, белки – 5,8%. ВЖК в составе ТАГ представлены кислотами: олеиновой – 42-51%, пальмитиновой – 5- 14%, олеопальмитиновой – 3-5%, миристиновой 3-5%, линолевой 1-5%.

Особенности метаболизма белой жировой ткани:

Белая жировая ткань слабо снабжена кровеносными капиллярами, поэтому к ней транспортируется мало кислорода, мало вырабатывается АТФ, которая тратится, в основном на транспорт веществ. Белковый и углеводный обмены протекают с невысокой скоростью. По скорости липидного обмена жировая ткань занимает второе место после печени.

Белковый обмен: белки синтезируются адипоцитами преимущественно для собственных нужд. На экспорт синтезируются: лептин, белки острой фазы воспаления (α1-кислый гликопротеин, гаптоглобин), компоненты системы комплимента (адипсин, комплемент С3, факторВ), интерлейкины.

Углеводный обмен: тесно связан с липидным обменом, преобладают катаболические процессы.

Липидный обмен: активно протекают реакции липолиза и липогенеза (в абсорбтивный период по глицерофосфатному пути).

Обмен липидов в клетке локализован следующим образом:

Рис. 3-1. Внутриклеточная локализация метаболизма липидов.

Распад ТАГ в жировой ткани (липолиз).

ТАГ используется в организме после их предварительного расщепления (липолиза), в ходе которого освобождаются глицерин и свободные жирные кислоты. Мобилизация жиров, т.е. гидролиз до глицерола и жирных кислот, происходит в постабсорбтивный период при голодании и активной физической нагрузке. В клетках жировой ткани распад ТАГ происходит при участии липаз. ТАГ-липаза отщепляет одну жирную кислоту у первого углеродного атома глицерола с образованием диацилглицерола, который далее с участием

Различные типы фосфолипаз, локализованных в клеточных мембранах или в лизосомах, катализируют гидролиз глицерофосфолипидов.

Рис. 3-11. Действия фосфолипаз

Хорошо известно, что фосфолипаза A1 атакует эфирную связь фосфолипидов в положении

•Фосфолипаза А2 катализирует гидролиз эфирной связи в положении 2 глицерофосфолипидов, в результате чего образуются свободная жирная кислота и лизофосфолипид.

•Фосфолипаза С атакует эфирную связь в положении 3, что заканчивается образованием 1,2-диглицерида и фосфорилированного основания.

•Фосфолипаза D катализирует отщепление от фосфолипида азотистого основания.

Гидролиз некоторых глицерофосфолипидов под действием фосфолипаз имеет значение не только как путь катаболизма, но и как путь образования вторичных посредников или предшественников в синтезе биологически активных веществ - эйкозаноидов. Кроме того, фосфолипазы А1 и А2 участвуют в изменении состава жирных кислот в глицерофосфолипидах, например при синтезе в эмбриональном периоде развития дипальмитоилфосфатидилхолина - компонента сурфактанта.

Таблица 1

Основные представители жирных кислот в организме человека

Полиненасыщенные жирные кислоты почти не синтезируются в организме человека, а поступают только с пищевыми продуктами. Они для человека незаменимы и поэтому получили название эссенциальных жирных кислот, которые также объединяют термином витамин F. К ним относятся:

–линолевая (ω6), содержание которой в липидах человека составляет 10–15%,

–линоленовая (ω3) кислота,

–эйкозаполиеновые кислоты, включающие 20 углеродных атомов и несколько двойных связей.

Основной представитель — арахидоновая (ω6) кислота, частично синтезирующаяся в организме из линолевой кислоты. Ее содержание в составе липидов составляет около 8% от количества всех жирных кислот человека. В рыбьем жире, растительных маслах встречается эйкозапентаеновая (ω3) кислота с пятью двойными связями.

Насыщенные (пальмитиновая, стеариновая) и ряд мононенасыщенных жирных кислот могут синтезироваться в организме из углеводов и углеродного скелета аминокислот

Особенности структуры ВЖК организма:

• содержат четное число углеродных атомов в цепи,

• не имеют разветвлений в радикале,

• содержат двойные связи только в цис-конформации.

Свободные (неэтерифицированные) жирные кислоты (СЖК или НЭЖК): происхождение, транспортная форма в крови. Схема промежуточного обмена ВЖК в организме человека.

Свободные (неэстерифицированные) жирные кислоты (СЖК или НЭЖК) – это кислоты, не вступившие в реакцию этерификации с образованием сложных эфиров. СЖК - гидрофобные вещества, которые в кровяном русле транспортируются в комплексе с альбумином, повышающим их растворимость. Этот белок нековалентно (за счет гидрофобных, водородных, ионных связей) связывает жирные кислоты в соотношение 1:10. Пути образования НЭЖК:

Связанные с альбумином ВЖК переносятся к тканям, например: скелетным мышцам, сердцу, корковому веществу почек. В этих тканях кислоты отделяются от альбумина и с помощью белка-переносчика на плазматической мембране доставляются внутрь клеток, для выполнения своих функции (рис. 1-1.).

В организме ацетил-КоА подвергается следующим путям обмена:

Схема промежуточного обмена ВЖК. Пути обмена ацетил-КоА.

Активация ВЖК и транспорт через митохондриальную мембрану. Роль карнитина.

Окисление жирных кислот в митохондриях до СО2 и Н2О – является одним из главных способов получения энергии. Окислению предшествует:

•активация ВЖК (для ослабления стабильности С-С связей),

•транспорт ацил-КоА через мембрану из цитозоля в матрикс митохондрий,

где локализованы ферменты окисления.

Активация ВЖК в цитозоле протекает при участии HSКоА, АТФ и фермента ацил-КоА синтетазы:

Далее пирофосфат гидролизуется ферментом пирофосфатазой: Н4Р2О7 + Н2О → 2 Н3РО4 и дополнительная энергия, выделенная при гидролизе макроэргической связи пирофосфата, обеспечивает полноту протекания реакции активации ВЖК.

Ацил-КоА синтетазы находятся как в цитозоле, так и в матриксе митохондрий. Они отличаются специфичностью к жирным кислотам с различной длиной радикала.

Транспорт ВЖК из цитозоля в матрикс для коротко- и средне-цепочечных жирных кислоты (до С14) осуществляется без переносчиков, поскольку они легко проникают через мембрану митохондрий. Для переноса кислот с более длинным радикалом (их большинство) требуется специальная карнитиновая транспортная система.

На наружной мембране митохондрий имеется фермент карнитинацилтрансфераза I, которая катализирует образование сложноэфирной связи между ацильной и спиртовой группами карнитина:

Ацил-карнитин в цитозоле связывается с белком транслоказой, встроенной в наружную мембрану митохондрий и после прохождения через межмембранное простанство, на внутренней стороне митохондриальной мембраны происходит обратная реакция – образование ацил-СоА без затраты АТФ с участием фермента - карнитин-ацил-трансфераы II. Высвобождаемый карнитин возвращается назад за последующим остатком насыщенной жирной кислоты.

Рис.2-2. Транспорт жирных кислот через мембраны митохондрий.

C помощью карнитина происходит также удаление из митохондрий разветвленных ацильных остатков, которые образуются в результате распада аминокислот. В почках карнитин участвует в переносе и выведении ацильных групп, которые не могут метаболизироваться в организме.

Карнитин поступает с пищей или синтезируется из незаменимых аминокислот лизина и метионина. В реакциях синтеза карнитина участвует витамин С (аскорбиновая кислота). При длительной физической нагрузке (тренировках спортсменов и др.) для повышения транспорта активных жирных кислот в матрикс митохондрий внутрь принимают препараты карнитина. Напротив, при ишемии миокарда блокируют β-окисление жирных кислот. Для этого вводят препараты, которые конкурентно ингибируют синтез карнитина. Недостаточность карнитина вследствие нарушения его синтеза отмечена при заболеваниях печени, голодании или употреблении в пищу только растительных продуктов, при беременности, некоторых инфекционных заболеваниях, травме, а также при проведении процедур гемодиализа, когда карнитин удаляется из крови. Дефицит ферментов карнитинацилтрансферазы I и II выражается в виде кардиомиопатии и мышечной слабости. Лечение заключается в приеме большого количества углеводов, карнитина и малого количества жирных кислот.

. Процесс β- окисления: локализация, последовательность реакций, ферменты. Биологическое значение. Регуляция процесса β-окисления. Энергетический эффект окисления ВЖК (на примере пальмитиновой кислоты).

Во многих тканях окисление жирных кислот - важный источник энергии. Это ткани с высокой активностью ферментов ЦТК и дыхательной цепи - клетки красных скелетных мышц, сердечная мышца, почки. Эритроциты, в которых отсутствуют митохондрии, не могут окислять жирные кислоты. Жирные кислоты не служат источником энергии для мозга и других нервных тканей, так как они не проходят через гематоэнцефалический барьер, как и другие гидрофобные вещества.

β-окисление - это аэробный процесс катаболизма жирных кислот путём последовательного отщепления двууглеродных фрагментов в виде ацетил-СоА. Ацетил-СоА может вступать в цитратный цикл и окисляться до СО2 и Н2О, а образовавшийся укороченный ацильный остаток вновь вовлекается в следующий цикл β-окисления.