БХ

4.Изменена концентрация проинсулина, инсулина и С-пептида. Для диабета 1-го типа характерно снижение или полное отсутствие этих показателей, при диабете 2-го типа они в норме или повышены.

5.Не для диагностики, но для мониторинга длительной гипергликемии используется определение HbA1c (гликозилированный гемоглобин).

6.В сомнительных случаях, т.е. при отсутствии симптомов в сочетании неоднозначностью результатов анализов – рекомендуются глюкозотолерантный тест (ТТГ, нагрузочные пробы с глюкозой):

•самая распространенная проба заключается в приеме испытуемым глюкозы per os из расчета 1,5-2,0 г на кг массы тела. Пробы крови отбирают непосредственно перед приемом глюкозы (нулевая минута, "тощаковый" уровень) и далее через 30, 60, 90 и 120 минут, при необходимости на 150 и 180 минутах.

•в норме в относительных единицах повышение концентрации глюкозы составляет 50-75%

к60 минуте исследования и снижается до исходных величин к 90-120 минутам. В абсолютных единицах по рекомендации ВОЗ подъем уровня глюкозы должен быть не более 7,5 ммоль/л при исходном 4,0-5,5 ммоль/л.

•по результатам теста толерантности к глюкозе определятся тип "сахарной кривой".

Тест на толерантность к глюкозе

Для оценки восприимчивости тканей к действию инсулина (диагностика сахарного диабета) проводят тест на толерантность к глюкозе. Перед проведением теста в течение трех дней рекомендуется низкоуглеводная диета (250-300 мг углеводов/сутки). Утром натощак у пациента берут кровь. Затем пациент выпивает раствор глюкозы (100 г глюкозы/100 мл воды). Это так называемая «сахарная нагрузка». Кровь забирают через 60 и 120 минут после «сахарной нагрузки». Результат на фоне здоровья: натощак менее 5,55 ммоль/л, через 60 мин. – менее 8,88 ммоль/л, через 120 мин. – менее 6,66 ммоль/л. Не рекомендуется проводить пробу при наличии лихорадки, приеме кортикостероидов, диуретиков, контрацептивов и салицилатов, повышающих толерантность к глюкозе.

Определение глюкозы в моче

Содержание глюкозы в моче определяют пробой Бенедикта. Когда уровень глюкозы в крови повышается до 10 ммоль/л, глюкоза начинает выводиться с мочой (глюкозурия). Следовательно, 10 ммоль/л

– почечный порог для глюкозы. Причины глюкозурии: прием большого количества богатой углеводами пищи, стресс, мышечное напряжение, беременность, прием кортикостероидов и АКТГ, сахарный диабет, гипертиреоз, болезнь и синдром Иценко – Кушинга, акромегалия, почечный диабет (нарушения реабсорбции глюкозы в почечных канальцах)

51. Пищевые жиры, их гидролиз. Всасывание продуктов переваривания. Роль желчных кислот в переваривании и всасывании липидов. Транспорт ресинтезированных в кишечнике жиров. Использование жиров, включенных в транспортные липопротеины: липопротеинлипазы. Гиперлипопротеинемия.

Перевариванию подвергаются только эмульгированные липиды. Переваривание начинается в 12- п.к. под действием фермента панкреатической липазы, которая гидролизует ТАГ:

Распад глицерофосфолипидов – осуществляют тканевые фосфолипазы:

Фосфолипаза А1 – гидролизует эфирную связь в 1м положении между глицерином и жирной кислотой;

Фосфолипаза А2 (В) – гидролизует эфирную связь в 2м положении между глицерином и жирной кислотой;

Фосфолипаза С – гидролизует эфирную связь в 3м положении между глицерином и фосфорной кислотой;

Фосфолипаза Д – гидролизует эфирную связь между аминоспиртом и фосфорной кислотой.

101

Панкреатический сок содержит фермент холестеролэстеразу, расщепляющую эфиры холестерина до холестерина и жирной кислоты. Оптимум рН ферментов панкреатического и кишечного сока 7,5 – 8,5.

Эмульгирование липидов:

Суточная потребность взрослого человека в липидах составляет 80-150 г, из них около 90% приходится на жиры. Липиды нерастворимы в воде, поэтому для их переваривания необходимо эмульгирование жировой капли. Эмульгирование происходит:

1)благодаря перистальтике кишечника (происходит механическое дробление капель жира)

2)благодаря выделению СО2 в результате реакции нейтрализации гидрокарбонатов панкреатического сока кислым содержимым желудка; выделяющийся СО2 способствует разрушению крупных капель жира;

3)Под влиянием желчных кислот и их солей капли жира дробятся на мельчайшие капельки. Эмульгированные липиды становятся доступными для действия ферментов.

Роль желчных кислот в эмульгировании липидов:

Желчные кислоты образуются в печени из холестерина, в молекулу которого вводятся гидроксиль-

ные (-ОН) и карбоксильная (-СООН) группы. Желчные кислоты обладают амфипатическими свойствами, т.к. содержат гидрофильные (-ОН и -СООН) и гидрофобные (кольцо стерана) группы. Поэтому желчные кислоты являются детергентами, т.е. эмульгаторами (снижают поверхностное натяжение липидов).

Желчные кислоты:

3,7,12триоксихолановая или холевая кислота,

3,12-диоксихолановая или дезоксихолевая кислота,

3,7- диоксихолановая или хенодезоксихолевая кислота,

3- оксихолановая или литохолевая кислота Большая часть желчных кислот конъюгирует с глицином или таурином по карбоксильной группе

с образованием парных желчных кислот. Парные желчные кислоты обладают более выраженными эмульгирующими свойствами. Кроме того, желчные кислоты активируют панкреатическую липазу, участвуют во всасывании продуктов переваривания липидов в форме мицеллы. Желчные кислоты из печени поступают в желчный пузырь и затем в 12-перстную кишку (12-п.к.), где участвуют в эмульгировании липидов.

Всасывание продуктов переваривания липидов:

Глицерин, фосфорная кислота, холин, инозит, серин, сфингозин и жирные кислоты с короткой цепью (С10-12) легко всасываются из кишечника в кровоток путем диффузии. МАГ, высокомолекулярные жирные кислоты (С>10), холестерин всасываются из просвета кишечника в его стенку в форме смешанных мицелл. Смешанная мицелла состоит из гидрофобного ядра, включающего МАГ, холестерол и жирные кислоты, витамины A, D, E, K, а наружный гидрофильный слой образован фосфолипидами и солями желчных кислот. Мицеллы сближаются со щёточной каймой клеток слизистой оболочки тонкого кишечника, и липидные компоненты мицелл диффундируют через мембраны внутрь клеток. Вместе с продуктами гидролиза липидов всасываются жирорастворимые витамины A, D, Е, К и соли жёлчных кислот. Жёлчные кислоты далее попадают через воротную вену в печень, из печени вновь секретируются в жёлчный пузырь и далее опять участвуют в эмульгировании жиров. Этот путь жёлчных кислот называют «энтерогепатическая циркуляция». Каждая молекула жёлчной кислоты за сутки проходит 5- 8 циклов, и около 5% жёлчных кислот выделяется с фекалиями. В эпителиальных клетках кишечника происходит ресинтез липидов (ТАГ, фосфолипидов и эфиров холестерина). Ресинтезированные в стенке кишечника липиды в составе хиломикронов (ХМ) попадают в лимфатическую систему (из-за больших размеров).

Транспорт хиломикронов:

Хиломикроны (ХМ) – растворимая транспортная форма экзогенных липидов от кишечника к внутренним тканям и органам, в первую очередь, к клеткам жировой ткани. В глубине ХМ содержится до 90% ТАГ, 7% холестерида и его эфиров. Наружный слой образуют свободный холестерин (ХЛ), фосфолипиды (1,5%), а поверхность ХМ образована специфическими белками (1,5%) – апоВ-48. Из грудного лимфатического протока «незрелые» ХМ попадают в кровь и транспортируются к внутренним органам. В кровотоке с поверхности липопротеинов высокой плотности (ЛВП) на ХМ переносятся белки апоС-II и апоЕ и ХМ превращаются в «зрелые», на которые может действовать фермент эндотелия липопротеинлипаза. АпоС-II активирует липопротеинлипазу, которая гидролизует ТАГ до

102

глицерина и жирных кислот в липопротеинах, включая ХМ. Жирные кислоты поглощаются адипоцитами и используются для отложения в запас собственных ТАГ, а также в миоциты, где служат источниками энергии.

Гиперлипопротеинемия - повышенный уровень липидов и/или липопротеинов в крови человека. Гиперлипидемия является фактором риска развития сердечно-сосудистых заболеваний в основном в связи со значительным влиянием холестерина на развитие атеросклероза

52. Мобилизация жиров в жировой ткани, ферменты этого процесса. Гормональная регуляция: роль инсулина, глюкагона, адреналина. Значение внутриклеточного липолиза, нарушение его при ожирении.

Тканевой липолиз происходит в жировой ткани постоянно под действием фермента гормончувствительной липазы (ТАГ-липазы), которая гидролизует ТАГ до глицерина и свободных жирных кислот. Свободные жирные кислоты в жировой ткани могут вновь активироваться и использоваться для синтеза ТАГ. Глицерин не утилизируется в клетках жировой ткани, поэтому он выходит из адипоцитов и поступает в плазму крови, а из кровотока - в печень и далее в почки, где глицерин может превращаться в глицерол-3-фосфат под действием фермента глицерокиназы и затем участвовать в синтетических реакциях. Если скорость липолиза превышает скорость синтеза жиров, то свободные жирные кислоты поступают в плазму крови, где связываются с сывороточными альбуминами, которые переносят их к клеткам печени, скелетной и сердечной мышц. Клетки этих органов используют жирные кислоты как источник энергии.

Фермент гормончувствительная-липаза (ТАГ-липаза) активируется адреналином, норадреналином, глюкагоном, АКТГ. Эти гормоны обладают непрямым механизмом действия и активируют гормончувствительную липазу через вторичных посредников: цАМФ. Инсулин –ингибирует ТАГ-липазу.

Ожирение

Ожирением называется избыточное отложение жира в организме. Ожирение может быть самостоятельным заболеванием либо синдромом, развивающимся при различных заболеваниях. Причинами ожирения является избыточная калорийность пищи, недостаточная физическая активность.

Механизм развития ожирения основан на активации двух процессов: увеличения объема жировых клеток вследствие накопления в них липидов без возрастания количества адипоцитов; усиленного образования жировых клеток из их предшественников – преадипоцитов. Выделяют первичные и вторичные формы ожирения:

1) Первичное ожирение или эндокринно-метаболическое ожирение:

а) гипотиреоидный механизм при недостаточности гормонов щитовидной железы, что снижает интенсивность липолиза, скорость обменных процессов;

б) надпочечниковый (глюкокортикоидный) механизм включается вследствие гиперпродукции ГКС в коре надпочечников;

в) лептиновый механизм - ведущий в развитии первичного ожирения, развивается из-за недостатка лептина в жировых клетках, из-за чего увеличивается образование и выделение гипоталамусом нейропептида Y (участвует в формировании чувства голода - повышает аппетит и снижает энергорасходы организма);

г) инсулиновый механизм развития ожирения развивается вследствие прямой активации инсулином липогенеза в жировой ткани.

2) Вторичное ожирение развивается из-за повышенной калорийности пищи

103

53. Биосинтез и окисление глицерина в тканях, их этапы. Энергетика окисления глицерина. Взаимосвязь обмена глицерина с углеводным обменом.

На этапе гликолиза образуется 7 АТФ. На этапе ОПК 15 АТФ. Итого 22 АТФ.

Синтезируетяс из ТАГ путем действия на него ТАГ-липазы. Глицерин может образовываться из фосфодиоксиацетона или

фосфоглицеринового альдегида - нормальных промежуточных продуктов обмена углеводов.

Глицерин в клетках печени, почек и кишечника под действием глицеролкиназы превращается в глицеролфосфат (затрачивается 1 АТФ). Глицеролфосфат под действием глицеролфосфатдегидрогеназы окисляется до диоксиацетонфосфата (метаболита гликолиза). Затем диоксиацетонфосфат вступает в энергодающую стадию гликолиза (с 5 по 10 реакции) до образования пирувата и 7 АТФ. Пируват окисляется в митохондриях в реакциях общего катаболизма с образованием 15 АТФ.

Использование глицерина и ЖК:

ГЛИЦЕРИН:

1.Для синтеза глюкозы (глюконеогенез) – преимущественно в пе-

чени;

2.Для синтеза ТАГ и глицерофосфолипидов (печени, жировая ткань, кишечник);

3.Для получения энергии.

ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ:

1.Для получения энергии (почки, сердечная мышца, скелетная мускулатура), в том числе с образованием кетоновых тел;

2.Для синтеза ТАГ и глицерофосфолипидов (печени, жировая ткань, кишечник);

3.Для синтеза других жирныхкислот

4.Для синтеза тканевых гормонов - эйказаноидов (из арахидоновой кислоты);

5.Для синтеза эфиров холестерина.

54. Химизм окисления жирных кислот, его связь с митохондриальным окислением. Энергетика окисления жирных кислот. Значение этого процесса для организма. Нарушение окисления жирных кислот при авитаминозах.

Для преобразования энергии, заключенной в жирных кислотах, в энергию АТФ существует метаболический путь окисления жирных кислот до СО2 и воды, тесно связанный с циклом трикарбоновых кислот и дыхательной цепью. Этот путь называется β-окисление. Реакции β-окисления происходят в митохондриях большинства клеток организма (кроме нервных клеток). Для окисления используются жирные кислоты, поступающие в цитозоль из крови или появляющиеся при липолизе собственных внутриклеточных ТАГ.

Этапы окисления ЖК:

1. Активация жирной кислоты. Для дальнейших превращений необходима активация

104

2. Транспорт жирной кислоты из цитоплазмы в матрикс митохондрий при помощи карнитина – низкомолекулярного спирта.

3. Собственно β-окисление, протекающее в матриксе митохондрий только в аэробных условиях. Процесс циклический.

За один цикл:

-от жирной кислоты отщепляется двухуглеродный фрагмент в виде ацетил-КоА, который далее окисляется в ЦТК;

-образуется 2 пары протонов (в составе ФАДН2 и НАДН2), которые поступают в цепь переноса электронов, где синтезируется АТФ по механизму окислительного фосфорилирования.

Для расчета энергетического выхода окисления предельных жирных кислот с четным числом углеродных атомов используют формулу:((5*(n/2)-1)+(12*n/2))-1, где n-число углеродных атомов в жирной кислоте.

При недостатке витамина В2 (ФАД) и витамина РР (НАД) нарушается процесс окисления ЖК. Пример:

Стеариновая кислота (С18) С17Н35СО~S-KoA Стеариновая кислота проходит 8 циклов окисления с образованием 9 ацетил-КоА. В каждом цикле окисления образуется ФАДН2 и НАДН, которые в МХ ЦПЭ образуют 2 и 3 АТФ соответственно: 8 циклов х (2+3=5 АТФ) = 40 АТФ, ацетил-КоА дает 9 х 12 АТФ = 108 АТФ. Итого: 148 АТФ, но 1 АТФ расходуется на активацию жирной кислоты в цитозоле, поэтому итог 147 АТФ. При окислении пальмитиновой кислоты (С16) образуется 130 АТФ.

105

55. Синтез жирных кислот, этапы этого процесса. Строение и функция синтетазы жирных кислот. Взаимосвязь синтеза жирных кислот с обменом углеводов и аминокислот. Образование ненасыщенных жирных кислот. Незаменимые жирных кислоты, их роль в метаболизм

Биосинтез жирных кислот наиболее активно происходит в цитозоле клеток печени, кишечника, жировой ткани в состоянии покоя или после еды.

«Строительным материалом» для синтеза жирных кислот является ацетил-КоА, который может образовываться при окислении углеводов в абсорбтивный период пищеварения. Ацетил-КоА образуется в матриксе митохондрий в результате окисления жирных кислот и глюкозы. Главным источником НАДФН являются реакции окислительной стадии пентозофосфатного цикла, а дополнительным источником НАДФН – «яблочная» реакция (в ЦЗ: малат + НАДФ+ → пируват + СО2 + НАДФН).

Этапы синтеза ЖК:

1.Образование ацетил-SКоА из глюкозы, других моносахаров или кетогенных аминокислот.

2.Перенос ацетил-SКоА из митохондрий в цитозоль обычно в составе лимонной кислоты, образующейся в первой реакции ЦТК. Поступающий из митохондрий цитрат в цитозоле расщепляется АТФ- цитрат-лиазой до оксалоацетата и ацетил-SКоА.

3.Образование малонил-SКоА из ацетил-SКоА (Карбоксилирование ацетил-SКоА).

4.Синтез пальмитиновой кислоты

Осуществляется синтазой жирных кислот - мультиферментный комплекс – димер, состоит из 2-х идентичных частей (происходит одновременный синтез двух жирных кислот). Каждая часть содержит 7 ферментов и ацилпереносящий белок (АПБ). Имеет 2 SH-группы: центральная принадлежит остатку фосфопантотеновой кислоты (АПБ), периферическая - SH-группа принадлежит цистеину:

Ферменты МФК:

1.Ацетил-трансацилаза;

2.Малонил-трансацилаза;

3.β-кетоацил-АПБ-синтетаза;

4.β -кетоацил-АПБ-редуктаза;

5.β -оксиацил-АПБ-дегидратаза (еноил-АПБ- дегидратаза);

6.Еноил-АПБ-редуктаза;

7.Тиоэстераза (деацилаза).

Этапы синтеза пальмитиновой кислоты:

1.Загрузка синтазы ацетильным и малонильным остатками

2.Наращивание цепи 2-х углеродными фрагментами (за счет малонил-КоА) до образования 16-ти углеродного скелета пальмитиновой кислоты

3.Отщепление жирной кислоты от SH-группы АПБ

106

ЭЛОНГАЗЫ. Полиненасыщенные жирны кислоты (имеющие 2 и более двойных связей) являются незаменимыми - арахидоновая, линолевая, линоленовая.

Вещества, необходимые для синтеза ЖК:

-Ацетил-КоА

-Малонил-КоА

-НАДФН*Н

-Цитрат

-АТФ

-Витамины РР, Н, пантотеновая кислота

-Синтаза ЖК

56. Биосинтез жиров в организме: ресинтез жира в эндотелии кишечника, синтез жиров в печени и подкожно-жировой клетчатке. Транспорт жиров липопротеинами крови. Резервирование жиров. Физиологическое значение жиров для организма человека. Нарушение процесса синтеза жиров: ожирение, жировое перерождение печени.

Ресинтез липидов – это синтез липидов в стенке кишечника из поступающих сюда экзогенных жиров, одновременно могут использоваться и эндогенные жирные кислоты, поэтому ресинтезированные жиры отличаются от пищевых и более близки по составу к "своим" жирам. Основная задача этого процесса – связать поступившие с пищей средне- и длинноцепочечные жирные кислоты со спиртом – глицеролом или холестеролом. Это, во-первых, ликвидирует их детергентное действие на мембраны и, вовторых, создает их транспортные формы для переноса по крови в ткани.

Синтез ТАГ

Нейтральные жиры – наиболее выгодная и основная форма депонирования энергии.

Синтез ТАГ происходит в абсорбтивный период в печени и жировой ткани. В жировой ткани происходит депонирование жира, а печень доставляют синтезированные в ней жиры в другие ткани. Непосредственными субстратами в синтезе жиров являются ацил-КоА и глицерол-3-фосфат. Метаболический путь синтеза жиров в печени и жировой ткани одинаков, за исключением разных путей образования глицерол-3-фосфата. И в печени, и в жировой ткани глицерол-3-фосфат может образовываться из глюкозы (из метаболита гликолиза – диоксиацетонфосфата), а из свободного глицерина - в печени, кишечнике и почках. В этих тканях присутствует фермент глицеролкиназа.

В энтероцитах помимо глицеролфосфатного пути синтеза ТАГ существует еще и 2-моноацилг- лицеридный путь (собственно этот процесс и является основным способом синтеза ТАГ в этих клетках). Жиры в стенке кишечника синтезируются из продуктов гидролиза липидов в кишеч-

нике. А процесс получил название РЕСИНТЕЗ ЛИПИДОВ.

108

Основная задача этого процесса – связатьпоступившие с пищей жирные кислоты со спиртом (глицеролом или холестеролом). Это ликвидирует их детергентное действие на мембраны и создает их транспортные формы для переноса по крови в ткани.2-моноацилглицеридныйпуть – происходит при участии экзогенных 2-МАГ и ЖК в гладком эндоплазматическом ретикулумеэнтероцитов:

Транспортируются ЛПОНП от печени к тканям.

Резервирование осуществляется в подкожно-жировой клетчатке, печени, околоорганных жировых образованиях, большом и малом сальнике.

Значение жиров:

1)При расщеплении жиров выделяется энергия тепла

2)Защитная и опорная (большой и малый мальник защищают петли кишки, брызжейка подвешивает петли кишки)

3)Депо эндогенной воды

4)Резерв питательных веществ при голодании

5)Гликолипиды являются рецепторами

6)Фосфатидилхолин является вторичных посредником при передаче гормонального сигнала

7)Эйкозаноиды – производные арахидоновой кислоты - являются местными гормонами

Жировой гепатоз печени:

Жировая дистрофия печени — это заболевание печени, сопровождающееся ожирением печѐноч-

ных клеток. Причины ожирения клеток печени - чаще всего избыточное поступление жиров и углеводов в пищу или их избыточное накопление в крови, вследствие различных нарушений обмена веществ, метаболического синдрома, эндокринные заболевания, воздействие токсических для печени веществ, в том числе алкоголя и гепатотоксических лекарственных средств. Возможно развитие жирового гепатоза вследствие нарушения выведения жира из печени. Это происходит при снижении количества веществ, участвующих в переработке жиров (белок, липотропные факторы).

Одним из методов диагностики жировой дистрофии печени является биохимический анализ крови. Наблюдается увеличение печѐночных ферментов: АСТ (аспартатаминотрансфераза), АЛТ (аланинаминотрансфераза), ГГТ (гаммаглутамилтранспептидаза), ЩФ (щелочная фосфатаза); и желчных пигментов: билирубин общий, билирубин прямой

57. Обмен глицерофосфолипидов. Переваривание фосфолипидов в желудочнокишечном тракте. Внутриклеточный гидролиз фосфолипидов. Ферменты этих процессов. Биосинтез глицерофосфолипидов. Этапы этого процесса. Транспорт фосфолипидов липопротеинами крови. Регуляция обмена фосфолипидов: липотропные факторы. Значение фосфолипидов для организма человека.

Биосинтез фосфолипидов имеет общие реакции с процессом синтеза ТАГ. Особенности синтеза заключаются в дополнительной активации компонентов фосфолипидов - фосфатидной кислоты или аминоспирта (холина и этаноламина). Выделяют 2 пути синтеза глицерофосфолипидов:

1 путь (спасательный):

Благодаря этому пути холин и этаноламин используются повторно и не катаболизируют. Активацияхолина (или этаноламина) происходит через промежуточное образование фосфорилированных производных с последующим присоединением ЦМФ. В следующей реакции фосфохолин (или фосфоэтаноламин) переносится на ДАГ. Этот путь особенно характерен для легких и кишечника, но идет и в других тканях. ДАГ синтезируется глицерол-3-фосфата так же, как при синтезе ТАГ.

109