Ресинтез жиров в кишечнике и их транспорт
.pdf
Тема: «Ресинтез жиров в кишечнике и их транспорт.»
Вопросы:
1.Ресинтез жиров в слизистой оболочке тонкого кишечника.
2.Обмен хиломикронов, роль липопротеинлипазы
I-й ресинтез липидов в энтероцитах и его биологическое значение.
Процесс синтеза жира в энтероцитах из продуктов гидролиза липидов,
называется I-м ресинтезом жира.
Ресинтез ТАГ в энтероцитах протекает в гладком эндоплазматическом ретикулуме из 2-моноацилглицеролов и ВЖК,
всосавшиеся из кишечника и синтезированных в организме, поэтому по составу ресинтезированные жиры отличаются от жиров, полученных с пищей.
Первая стадия ресинтеза жиров - реакция активации жирных кислот.
Жирные кислоты активируются при участии ацил КоА-синтетаз,
специфичных к длине углеводородного радикала:
Вторая стадия ресинтеза жиров - |
ацилирование 2-МАГ до ТАГ |
|
активированными жирными кислотами |
при |
участии ферментов — |
трансацилаз (или ацилтрансфераз): |
|
|
Ресинтез фосфолипидов в энтероцитах
Большая часть фосфолипидов содержимого тонкой кишки приходится на фосфатидилхолин (лецитин), поэтому в энтероцитах преимущественно этерифицируется именно лизофосфатидилхолин:
Ресинтез эфиров холестерина
В микросомах клеток слизистой оболочки тонкой кишки, всосавшиеся молекулы ХС превращаются в эфиры, путём взаимодействия с ацил-KоA при участии фермента ацилхолестеролацилтрансферазы (АХАТ). От активности данного фермента зависит скорость поступления экзогенного ХС в организм:
Биологическое значение ресинтеза липидов заключается в том, что синтезируются липиды, специфичные для организма человека.
Однако возможности «адаптировать» в процессе ресинтеза состав пищевых жиров к составу жиров организма человека ограничены.
Понятие о липопротеинах. Хиломикроны: характеристика, функции,
метаболизм.
Липиды в водной среде (а значит, и в крови) нерастворимы, поэтому они
транспортируются кровью в виде комплексов с белками – липопротеинов.
Липопротеины - это сферические частицы, в которых можно выделить:
- |
гидрофобный |
центр, |
состоящий |
из: |
|
триацилглицеролов |
и эфиров холестерина |
|
|||
- |
гидрофильную оболочку, в составе которой |
||||
находятся фосфолипиды и белки. |
Холестерин |
||||
обычно занимает |
промежуточное |
положение |
|||
между оболочкой и сердцевиной. Компоненты частицы связаны слабыми типами связей и
способны перемещаться друг относительно друга.
Все липопротеины содержат: белки и липиды: ТАГ, фосфолипиды,
холестерин, эфиры холестерина, но в различном соотношении, поэтому плотность липопротеинов различна.
Липопротеины разделяют по плотности методом ультрацентрифугирования, при этом они не осаждаются, а всплывают
(флотируют). Мерой всплывания является константа флотации, обозначаемая
Sf (Сведберг флотации). Чем выше содержание белка в липопротеине, тем больше его плотность. В соответствии с этим показателем различают следующие группы липопротеинов:
•хиломикроны (chylomicrons);
•липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) (Very Low Density Lipoprotein, VLDL);
•липопротеины низкой плотности (ЛПНП) (Low Density Lipoproteins, LDL);
•липопротеины высокой плотности (ЛПВП) (High Density Lipoproteins, HDL).
Каждый класс липопротеинов крови транспортирует определённые
липиды:
•хиломикроны (ХМ) транспортируют триацилглицеролы, поступившие в организм с пищей, то есть триацилглицеролы экзогенного происхождения
от кишечника к тканям;
•ЛПОНП переносят триацилглицеролы, синтезированные в печени
(эндогенные ТАГ) к другим органам и тканям;
•ЛПНП транспортируют свободный и эстерифицированный холестерол в клетки;
•ЛПВП переносят фосфолипиды и эфиры холестерола в печень.
Белки в составе липопротеинов называют апобелками или аполипопротеинами («апо» -означает отделенный, изолированный, т.е. белок без липида). Они отличаются структурой и функциями и обозначаются заглавными буквами латинского алфавита (А, В, С…) с указанием индекса (например, апо В100).
Апобелки являются амфифильными веществами. Они принимают участие в метаболизме липидов и выполняют функции (табл.1):
•формируют липопротеины (например, В48 – основной белок ХМ, В100
– основной белок ЛПОНП, ЛППП, ЛПНП);
•взаимодействуют с рецепторами на поверхности клеток, определяя, с
какими тканями будет захватываться данный тип липопротеинов
(апопротеин В-100, Е);
•являются ферментами или активаторами ферментов, действующих на липопротеины (С-II – активатор ЛП-липазы, А-I – активатор лецитин:холестеролацилтрансферазы)
•осуществляют транспорт липидов от одного липопротеина к другому.
Таблица 1
Функции некоторых апобелков:
Апобелок |
Функция |
ЛП, в которых данный белок |
|
|
|
|
является главным |
|
|
|
|
А-I |
Активатор ЛХАТ |
|
ЛПВП |
|
|
|
|
B-100 |
Лиганд рецепторов В и Е |
|
ЛПОНП, ЛПНП |
|
|
|
|
B-48 |
Лиганд рецепторов В и Е |
|
ХМ |
|
|
|
|
C-I |
Активатор ЛХАТ |
|
ХМ, ЛПОНП |
|
|
|
|
C-II |
Активатор ЛПЛ |
|
ХМ, ЛПОНП, ЛПВП |
|
|
|
|
D |
Белок, переносящий эфиры |
|
ЛПВП |
|
холестерина |
|
|
|
|
|
|
E |
Лиганд рецепторов В и Е и |
|
ХМ, ЛПВП |
|
рецепторов, узнающих только |
|
|
|
апо-Е |
|
|
В метаболизме липопротеинов участвует |
липопротеинлипаза – |
||
фермент, участвующий в гидролизе трех сложноэфирных связей ТАГ в составе ЛП до ВЖК и глицерола:
ЛП-липаза «захватывает» ХМ из кровотока и гидролизует ТАГ. Этот фермент синтезируется и секретируется практически всеми органами и тканями, но особенно активно: жировой и мышечной тканями, клетками молочных желез. Секретируемая ЛПЛ связывается с поверхностью эндотелиальных клеток капилляров тех тканей, где она синтезировалась.
Активаторами липопротеин (ЛП) липазы являются: апо-С-II, инсулин (в
жировой ткани) и гепарин.
Транспорт липидов из кишечника осуществляют хиломикроны (ХМ) и
липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП). Их синтез происходит в клетках эпителия кишечника: хиломикроны синтезируются только в кишечнике, а ЛПОНП – в кишечнике на 10%, а в основном - в гепатоцитах
(до 90%). ХМ после приема жирной пищи придают плазме крови опалесцирующий, похожий на молоко, вид.
Функция ХМ - транспорт экзогенных ТАГ из кишечника в ткани,
запасающие и использующие жиры: жировую ткань (в основном), скелетные мышцы, миокард, легкие, печень, лактирующую молочную железу.
Хиломикроны, синтезируемые в энтероцитах (незрелые), имеют большие размеры, поэтому попадают в кровеносное русло через грудной лимфатический проток. Для их метаболизма требуются апобелки (апо Е и апоС-II), которые экспортируются с поверхности ЛПВП, циркулирующими в крови (рис. 1-7). Этот процесс носит название «дозревание», а образовавшиеся ХМзрелыми.
Рис. 1-7. Созревание ХМ в крови
В результате действия ЛПЛ количество нейтральных жиров в ХМ снижается на 90%, они уменьшаются в размерах и возвращают белок апоСII липопротеинам высокой плотности. Образовавшиеся частицы называются остаточными (ремнантами) ХМ (рис. 1-8). Далее они связываются с рецепторами на поверхности клеток печени, где полностью гидролизуются при участии лизосомальных ферментов.
Рис.1-8 Взаимодействие липопротеинлипазы (ЛПЛ) с ХМ
Общая |
схема |
переваривания |
липидов |
в |
ЖКТ |
Изоферменты ЛП-липазы в разных тканях отличаются по значению Km:
ЛП-липаза жировой ткани имеет в 10 раз более высокое значение Km, чем,
например, ЛП-липаза сердца, поэтому в постабсорбтивном состоянии, когда количество жиров в крови снижается, ЛП-липаза сердечной мышцы продолжает гидролизовать жиры в составе ЛПОНП, которые присутствуют в
крови в небольшом количестве, и жирные кислоты используются этой тканью
как источники энергии, даже при низкой концентрации жиров в крови.
ЛП-липазы нет в печени, но на поверхности клеток этого органа имеется другой фермент - печёночная липаза, которая не действует на зрелые ХМ, но гидролизует жиры в составе ЛППП, которые образуются из ЛПОНП в кровеносном русле.
Задача № 1
Пациенту назначено сделать утром анализ крови на определение
гиперлипопротеинемии. Врач лаборант заметил, что кровь пациента имела белесый оттенок. Оказалось, что пациент за 1 час до сдачи анализа употреблял жирную пищу. Какой тип липопротеинов увеличен у пациента?
Задача № 2
При обследовании в клинике у женщины выявлена недостаточная активность липопротеинлипазы, которая гидролизирует триглицериды хиломикронов на поверхности эндотелия капилляров жировой ткани. Какие биохимические нарушения следует ожидать?
Задача № 3
Известно, константа Михаэлиса липопротеинлипазы сердца на порядок меньше константы Михаэлиса липопротеинлипазы жировой ткани. Каков биологический смысл данных различий? Для ответа:
а) вспомните, что такое константа Михаэлиса?
б) укажите место синтеза липопротеинлипазы, ее роль и механизм активации
в) назовите возможные последствия нарушения активности липопротеинлипазы.