Полезные материалы за все 6 курсов / Ответы к занятиям, экзаменам / Биохимия в рисунках и схемах
.pdf
II. Переваривания липидов
Переваривание нейтральных жиров– это постадийный гидролиз триацилглицеридов с помощью панкреатической липазы (липолиз)
предварительно эмульгированный жир; Условия активная панкреатическая липаза ( рН 7,5 - 8)
переваривания: панкреатический белок колипаза, наличие дифильных желчных кислот
холевая |
жиры |
|
кислота |
пищи |
желудок |
|
|
гидрофильная
сторона
желчная
кислота
гидрофобная сторона
|
|
панкреатические |
соли |
желчный |
липаза и колипаза |
желчных кислот |
пузырь |
|
вода |
двенадцати- |
поджелудочная |
|
перстная |
|
мицелла |
кишка |
железа |
ТАГ |
желчные |
тонкая кишка |
|
кислоты |
|
Желчные кислоты
синтезируются в печени
из холестерина,
конъюгируют с
глицином или таурином, образуя желчные соли (парные желчные кислоты) и в составе желчи поступают в желчный пузырь, а затем в 70 тонкий кишечник.
|
|
ОН |
|
|
Функции |
|
12 |
|
|
желчных |
|
|
|
|
|
таурохолевая |
кислот: |
НО 3 |
|
|
(парная желчная кислота) |
эмульгируют |
|
7 ОН |
|
жиры; |
|||
Желчные кислоты |
замещение при |
активируют |
|||
|
|
|
|
С-3 С-7 С-12 |
липазу; |
|
|
|
|
|
участвуют в |
холевая |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
всасывании |
|
|
|
|
|
|
|
хенодезоксихолевая |
-Н |
продуктов |
|||
дезоксихолевая |
-Н |
липолиза. |
|||
|
|||||
|
|
|
|
|
|
Этапы переваривания, всасывания и транспорта ТАГ
Пищевые
жиры
10.ВЖК в клетке (миоците) окисляются до конечных продуктов с образованием АТФ или запасаются (в адипоците), включаясь в синтез ТАГ.
|
желчные |
желудок |
|
|
|
кислоты |
|
||
желчный |
рН 1,5-2 |
11. Часть ВЖК |
||
|
||||
пузырь |
|
|
связывается с |
|
|
|
|
альбуминами |
|
|
|
|
крови и |
|
|
|
|
уносится |
|
|
неблагоприятные |
с ее током. |
||
|
условия для |
|
|
|
|
переваривания |
|
||
|
липидов |
|
|
|
тонкая
кишка
1.Соли желчных кислот эмульгируют пищевые жиры в тонком кишечнике, образуя смешанные мицеллы.
2.Панкреатическая липаза (и колипаза) расщепляет ТАГ до ВЖК и МАГ
(гидролиз до глицерина происходит в незначительной степени ).
3.ВЖК и МАГ всасываются в стенку кишечника в виде мицелл с дифильными желчными кислотами,
фосфолипидами и
холестерином.
ВЖК
5.90% желчных кислот всасывается из кишечника
вкровь, поступает в печень, где снова используется
вжелчеобразовании (энтерогепатическая циркуляция – 7-8 оборотов в сутки).
капилляр
стенка
кишечника
ТАГ |
миоцит |
|
или |
|
адипоцит |
9.Часть ВЖК попадет в клетки
жировой ВЖК ткани,
миокарда, скелетных
мышц, АТФ молочных
желез.
липопротеинлипаза
8.ЛП-липаза, активируемая апоС II, на поверхности эндотелия капилляров жировой ткани расщепляет
ТАГ, содержащиеся в хиломикронах, на ВЖК и глицерин.
7. Хиломикроны переносят пищевые ТАГ по лимфатической системе и
АпоСII кровеносным сосудам к тканям ( жировая ткань, скелетные мышцы, миокард и др.).
хиломикрон
4. В слизистой оболочке кишечника |
|
6. В эпителиальных клетках слизистой кишечника |
|
мицелла распадается, из МАГ |
|
ТАГ, фосфолипиды, холестерин и апопротеины |
|
и жирных кислот происходит ресинтез |
|
«упаковываются» в хиломикроны – |
|
специфических для человеческого |
ТАГ |
липопротеины, транспортирующие экзогенные |
|
организма ТАГ. |
жиры от кишечника к тканям. |
71 |
|
|
Переваривание глицерофосфолипидов |
|
|
|
фосфолипаз, которые |
Глицерофосфолипиды (ФЛ) перевариваются с помощью |
||
гидролизуют эфирные связи в молекуле глицерофосфолипида |
(например, |
|
фосфатидилинозитолдифосфата). |
|
|
фосфолипаза А1 Продукты переваривания фосфолипидов:
R1СООН - насыщенная жирная кислота
R2СООН - ненасыщенная жирная кислота
фосфолипаза А2
фосфолипаза С
фосфорная кислота
фосфатидилинозитол-
дифосфат
глицерин
фосфолипаза D |
Н |
|
инозитолдифосфат (ИФ2)
Панкреатическая фосфолипаза А 2 поступает в тонкую кишку в неактивной форме и активируется трипсином путем частичного протеолиза. В результате ее действия образуются токсичные лизофосфолипиды, которые не накапливаются, т.к. практически одновременно на фосфолипиды действуют кишечные фосфолипазы А1, С и D.
Переваривание эфиров холестерина
|
|
RСООН |
|
+ |
|
|
Н2О |
|
|
холестеролэстераза |
|
эфир холестерина (ЭХС) |
|
холестерин (ХС) |
|
|
|
Эфиры ходестерина, поступившие в составе пищи животного происхождения (растительные стероиды не усваиваются), расщепляются кишечной или панкреатической холестеролэстеразой до свободных жирных кислот и холестерина.
При нарушении переваривания и всасывания жиров (панкреатит, желчно-каменная болезнь, болезни кишечника) непереваренные жиры выводятся из организма – 72 развивается стеаторея - «жировой стул».
Ресинтез специфических жиров в стенке кишечника
Поступившие в стенку кишечника МАГ могут преобразовываться двумя путями:
-липолиз до глицерина и ВЖК;
-ресинтез собственного специфического ТАГ с участием 2 молекул ацилКоА:
|
III. Транспортные формы экзогенных липидов |
– хиломикроны |
|
|||
Хиломикроны являются основной молекулярной |
|
|
апопротеины |
|||
формой, в виде которой ресинтезированные ТАГ |
|
|
||||
проходят через латеральную мембрану энтероцитов и |
|
|
|
|
||
через систему лимфатических сосудов поступают в |
|
|
|
|
||
лимфатических проток, а затем - в кровь, по которой |
|
|
|
|
||
транспортируют пищевые жиры к тканям. |
|
|
|
|
||
Хиломикроны, самые крупные |
липопротеиновые |
|
|
|
|
|
частицы (состоят из липидов и протеинов), имеют |
|
|
|
|
||
диаметр 100-1000 нм, образуются в слизистой |
|
|
|
|
||
кишечника. Они преимущественно содержат |
|
|
|
|
||
гидрофобные ТАГ (до 90%) , находящиеся в ядре этой |
|
|
фосфо- |
|||
частицы вместе с гидрофобными |
эфирами |
|
|
|||
холестерин |
липиды |
|||||
холестерина, а также небольшие количества |
|
триацлглицериды |
||||
дифильных фосфолипидов, свободного холестерина и |
|
|||||
|
и эфиры холестерина |
|||||
белка, которые формируют амфифильную оболочку.
Основной функцией хиломикронов является перенос пищевых ТАГ из кишечника , где происходит их всасывание, через кровяное русло к тканям. Концентрация хиломикронов в плазме крови обычно достигает максимума через 3-6 часов после приема жирной пищи, а затем постепенно снижается. Скорость удаления этих частиц из плазмы довольно высока. У здоровых людей, голодавших в течении 12 часов, хиломикроны не обнаруживаются. Это происходит благодаря действию липопротеинлпазы – фермента, который находится на поверхности эндотелия кровеносных сосудов тканей (жировой, скелетных мыщц, миокарда). Этот фермент «узнает» хиломикроны, взаимодействуя с апоС II, который является его кофактором, и гидролизует нейтральные жиры (ТАГ) в составе хиломикронов до глицерина и ВЖК.
После такой делипидации получаются |
остаточные хиломикроны |
, которые |
захватываются печенью, где окончательно распадаются. |
73 |
|
Катаболизм триацилглицеролов
|
|
ТАГ |
|
|
в составе |
|
|
ХМ |
ТАГ |
жировая |
|
в составе |
|
|
ЛПОНП |
ткань |
ВЖК + |
(депо ТАГ) |
||
|
|
альбумины |
|
мышцы |
|
|
печень |
|
|
сердце |
|
СО2 |
АТФ Н2О |
|
гормон
Как было указано выше, ТАГ поступают в организм человека в качестве компонентов животной и растительной пищи. После переваривания, всасывания и биохимических превращениях в энтероцитах, крови и печени ТАГ депонируются в адипоцитах – клетках жировой ткани (в значительно меньших количествах ТАГ находятся в клетках других органов, например, печени). Накопление резервов ТАГ является наиболее эффективным механизмом аккумулирования метаболической энергии (благодаря высокой насыщенности атомами водорода молекулы ТАГ при окислении дают гараздо большее количество энергии по сравнению с углеводами и белками.)
(адреналин, глюкагон)
неактивная
аденилатциклаза
активная
аденилатциклаза
АТФ
цАМФ
неактивная
протеинкиназа
неактивная
триглицеридлипаза
активная
триглицеридлипаза
ТАГ
74
IV. Внутриклеточный липолиз
ТАГ могут выполнить свою энергетическую функцию только предварительно расщепившись на жирные кислоты и глицерин путем внутриклеточного липолиза.
Этот процесс мобилизации жирных кислот из жировой ткани происходит под действием тканевых липаз (Е1, Е 2, Е 3), из которых Е1 – ТАГ-липаза является гормонзависимой, т.е. регулируется многими гормонами, например, активируется адреналином (при стрессе), глюкагоном (при голодании), ингибируется инсулином.
|
|
Контроль активности ТАГ-липазы |
||||||||
|
|
осуществляется |
по каскадному механизму |
|||||||
|
|
гормональной регуляции функций клеток |
||||||||
|
АТФ |
(см. раздел |
«Гормональная регуляция»). |
|||||||
|
Непосредственно ТАГ-липаза активируется |
|||||||||
|
|
|||||||||
|
|
путем фосфорилирования. Образовавшиеся |
||||||||
Е1 |
ВЖК являются субстратами окисления для |
|||||||||
многих тканей, кроме мозга |
(миокарда, |
|||||||||
|
|
скелетных мышц, печени) . |
|
|
||||||
|
|
|
|
|
Е2 |
|
|
Е3 |
|
|
|
|
|
ДАГ |
|
МАГ |
|
глицерин |
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ВЖК |
|
|
ВЖК |
|
|
|
ВЖК |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Окисление глицерина
|
|
АТФ |
АДФ |
|
НАД+ |
НАДН |
|
|
||||
|
|
|
|
P |
|
|
- |
P |
|
|||
|
|
глицерол- |
фосфоглицерол |
|
||||||||
глицерин |
киназа фосфоглицерол |
дегидрогеназа фосфодиокси- |
|
|||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
ацетон |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Глицерин активируется путем фосфорилирования |
|
|
||||||||||
(затрачивается |
1 АТФ ), образовавшийся фосфоглицерол |
|
||||||||||
дегидрируется (при этом образуется НАДН, который передает |
|
|||||||||||
водороды в дыхательную цепь, что сопряжено с синтезом |
3 |
20 |
||||||||||
АТФ). Образовавшийся фосфодиоксиацетон, являясь |
|
|||||||||||
|
|
|||||||||||
метаболитом гликолиза, превращается в фосфоглицериновый |
|
|||||||||||
альдегид, который, окисляется во второй стадии гликолиза до |
|
|||||||||||
пирувата (при этом образуется |
3 АТФ за счет окислительного |
|
||||||||||
фосфорилирования и 2 АТФ – за счет субстратного). В аэробных |
|
|||||||||||
условиях пируват окисляется до ацетил-КоА |
(образуется |
3 |
|
|||||||||
АТФ), который в ЦТК «сгорает» до СО 2 и Н 2О с образованием |
|
|||||||||||
12 АТФ. Таким образом, при окислении глицерина до конечных |
|
|||||||||||
продуктов образуется 22 АТФ. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|||||||||
|
V. Окисление высшх жирных кислот |
|
|
|
||||||||
1. Активация ВЖК в цитоплазме клеток |
|
|
АТФ |
АМФ + ФФ |
||||||||
|
|
|
RCOOH + HSKoA |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
ацил-КоА-синтетаза |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
P
3-фосфоглицер- альдегид
пируват
ацетил-SКоА
ЦТ
К
Н2О СО2
R-CO- SKoA
2. Перенос ацилКоА из цитозоля в матрикс митохондрии с помошью карнитина
Окисление ВЖК происходит в митохондрии, но внутренняя мембрана митохондрий
непроницаема для ацил-КоА, |
|
|
поэтому ацил переносится |
|
|
в комплексе с |
|
|
карнитином, работающим |
карнитин |
|
по челночному принципу. |
||
|
75
β-Окисление высших жирных кислот
Митохондриальное окисление высших жирных кислот (ВЖК) происходит в 3 стадии. В 1 стадии (β-окисление) ВЖК подвергается окислительной деградации с отщеплением
2-х углеродного фрагмента в виде ацетил- |
SКоА, начиная от карбоксильного конца |
|||||||||||||||||
окисляемого ацила. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Например, при окислении |
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
пальмитиновой кислоты |
(n=16) |
||||
|
|
|
|
S-КоА |
|
|
образуется n/2=8 молекул ацетил- |
|||||||||||
|
|
|
|
пальмитоил- S-КоА |
SКоА, которые вступают во |
2-ю |
||||||||||||
1 |
ацил-SКоА- |
ФАД |
|
|
|
|
|
|
|
|
стадию окисления ВЖК |
- цикл |
||||||
дегидрогеназа |
|
ФАДН2 |
|
|
|
|
в ЦПЭ |
2АТФ |
Кребса. В этой стадии ацетильные |
|||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
группы окисляются до СО |
2 и |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
S-КоА |
|
|
поставляют атомы водорода в |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
еноил- S-КоА |
|
|
дыхательню цепь. |
|
|
|
|
|||||||
2 |
еноил-SКоА- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
число циклов |
|
Стадия 1 |
|
Стадия 2 |
|||
гидратаза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
β-Окисление |
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
β-окисления |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
8ацетил-SКоА |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(n/2-1)=7 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
S-КоА |
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
β-оксиаци-SКоА- |
|
|
β-оксиацил- S-КоА |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
НАД+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
3 дегидрогеназа |
|
|
|
|
|
|
|
3АТФ |
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
НАДНН |
+ |
|
|
|
|
|
в ЦПЭ |
|
|
|
ЦТК |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
S-КоА |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
β-кетоацил- |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
4 |
тиолаза |
НS-КоА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
S-КоА |
|
S-КоА |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
ацил-S-КоА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НАДН, ФАДН2 |
|
|
|||
|
|
ацетил |
|
-SКоА |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
Стадия 3 |
|
|
|
|
||||||||
Эти 4 последовательные реакции (цикл β-окисления) |
цепь |
|
|
|
|
|||||||||||||
повторяются до тех пор, пока вся жирная кислота, |
|
переноса |
|
|
|
|||||||||||||
имеющая четное число атомов углерода |
( |
n), |
электронов |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
превратится в n/2 молекул ацетил-SКоА: |
|
|
АДФ+Ф |
АТФ |
|
|
||||||||||||
С14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
В 3-й стадии водороды от НАДН и ФАДН 2 поступают в |
|||||||||||||||
С12 |
|
|
|
дыхательную цепь и восстанавливают кислород с |
|
|
||||||||||||
С10 |
|
|
|
образованием воды (жиры – источники эндогенной воды). |
||||||||||||||
|
|
|
При этом энергия окисления ВЖК конвертируется в |
|
|
|||||||||||||
С8 |
|
|
|
|
молекулы АТФ. При окислении 8 молекул ацетил-КоА |
|||||||||||||
С6 |
|
|
|
|
образуется 8х12=96АТФ. Кроме того, происходит 7 циклов |
|||||||||||||
|
|
|
|
окисления, каждый дает 5АТФ (за счет окисления НАДН и |
||||||||||||||
С4 |
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
ФАДН2), т.е. 7х5=35АТФ. |
Всего 141-1* = 140 АТФ. |
76 |
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
(* 1 молекула АТФ затрачена на активацию ВЖК). |
|
||||||||||||
Синтез кетоновых тел
SКоА SКоА 2 ацетил-SКоА
тиолаза
НSКоА
SКоА ацетоацетил-SКоА
ОМГSКоА- ацетил-SКоА
синтетаза НSКоА
VI. Метаболизм кетоновых тел
липидная
капля
кетоновые тела
НSКоА
ВЖК ацетил-SКоА
оксалоацетат ЦТК
ацетоацетат и β- гидроксибутират
экспортируются как источники энергии для скелетных мышц, сердца, мозга.
|
|
|
|
|
SКоА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
глюкоза |
|
|||||
|
|
|
|
|
глюкоза |
|
|
|
|
|
|
экспортируется |
|||||||||
β-оксиметилглутарил-SКоА (ОМГSКоА) |
|
гепатоцит |
|
|
|
|
как топливо |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
для мозга и |
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
ОМГSКоА- |
ацетил-SКоА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
других |
|||||||
|
лиаза |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тканей |
|||||||
Утилизация |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
кетоновых тел |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
ацетоацетат |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
НАД+ |
|
|||
|
β-оксибутират |
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
НАДН |
β-оксибутират |
|
|
|
β-оксибутират |
|
|
|
НАДН |
|
||||||||
|
|
|
дегидрогеназа |
|
|
|
дегидрогеназа |
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
НАД+ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ацетоацетат |
|
сукцинилSКоА |
|||||||||
|
ацетон |
|
|
|
β-оксибутират |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
β-кетоацилКоА |
сукцинат |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
трансфераза |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
кетоновые тела |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Кетоновые тела синтезируются только в печени |
ацетоацетил-SКоА |
|
SКоА |
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
||||||||||||||||||
(первая реакция |
– в цитозоле, остальные – в |
|
тиолаза |
НSКоА |
|
||||||||||||||||
митохондриях гепатоцитов), но никогда в ней не |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
используются. Они диффундируют в кровь и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
используются как |
альтернативное метаболическое |
|
SКоА |
|
|
SКоА |
|||||||||||||||
топливо для внепеченочных тканей |
: миокарда, |
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
скелетных мышц, коркового слоя надпочечников и в |
|
|
|
|
2 ацетил-SКоА |
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
условиях голодания - мозга. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
В норме концентрация кетоновых тел в крови невысока (10-20 мг/ |
|
|
|
ЦТ |
|
||||||||||||||||
л), но резко возрастает при голодании и сахарном диабете , |
|
|
|
К |
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
СО2 |
||||||||||||||||
когда создаются биохимические условия для их усиленного |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
АТФ |
||||||||||||||||||
синтеза, что ведет к кетонемии (кетоацидозу) и кетонурии. |
|
Н2О |
|
77 |
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
VII. Синтез холестерина
биомембраны
ВЖК |
глюкоза |
стероидные |
|
|
гормоны |
витамин D3
|
желчные |
холестерин |
|
ПФП |
кислоты |
||
НАДФН+ |
|
||
|
|
||
|
|
ланостерин |
|
|
НАДФН+ |
|
|
|
|
сквален |
|
2НАДФН+ |
2НАДФ+ |
изопентенилдифосфат |
|
ОМГSКоАредуктаза |
|
Н2ОН |
|
|
|
||
β-оксиметилглутарил-SКоА (ОМГSКоА) |
мевалоновая |
кислота |
|
|
|||
Синтез эндогенного холестерина происходит преимущественно |
в печени |
(50-80%), |
|
кишечнике (10-15%), а также в коже (до 5%), коре надпочечников и репродуктивных органах. Биосинтез холестерина начинается с ацетил-КоА. Углеродный скелет С27стерина строится из С2-звеньев в длинной и сложной последовательности реакций. Биосинтез холестерина можно разделить на четыре этапа.
На первом этапе из трех молекул ацетил-КоА образуется мевалонат (С6). Первые реакции полностью совпадают с синтезом кетоновых тел (но происходят в цитоплазме гептоцитов) до ОМГ-SКоА, который на пути синтеза холестерина восстанавливается до мевалоновой кислоты . Регуляторный фермент этого синтеза - ОМГ-SКоА-редуктаза, коферментом которого является НАДФН + (поставляется в основном из пентозофосфатного пути окисления глюкозы). Активность этого фермента ингибируется холестерином и ЛПНП по принципу обратной отрицательной связи. Данный фермент ингибируется путем фосфорилирования (дефосфорилированная форма - активна).
На втором этапе мевалонат превращается в «активный изопрен», изопентенилдифосфат.
На третьем этапе шесть молекул изопрена полимеризуются с образованием сквалена
(С30).
На четвертом этапе сквален циклизуется в ланостерин (С30), от которого
|
отщепляются три метильные группы и образуется холестерин (С27). На схеме |
78 |
представлены наиболее важные промежуточные продукты этого биосинтеза. |
|
|
Поступление с пищей |
|
|
|
|
|
|
|
|
Синтез из ацетилКоА |
||||||
|
(экзогенный холестерин) |
|
(эндогенный холестерин) |
|||||||||||||
|
0,3-0,5 г в сутки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
до 1 г в сутки |
|||
|
|
|
|
|
|
фонд холестерина |
|
|
|
|
|
|||||
|
структура мембран |
|
|
синтез стероидных |
||||||||||||
|
|
|
|
в организме |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
и липопротеинов |
|
|
|
|
гормонов ~40 мг в сутки |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
синтез и выведение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
синтез |
|
|
|
|
|
|
|
выведение |
|
|
|
выведение с |
|
|
|
||||
|
желчных кислот |
|
|
|
|
с фекалиями |
|
|
кожным салом |
|
витамина D3 |
|
||||
|
~ 1,0-1,3 г в сутки |
|
|
~0,5-0,7 г в сутки |
|
|
~ 0,1 г в сутки |
|
~10 мг в сутки |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Фонд холестерина складывается из: |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
свободного холестерола – наибольшая |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
фракция, включающая холестерин мембран и |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
оболочки липопротеинов крови. |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
эфиров холестерина – гидрофобных молекул, |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
которые являются запасной формой |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
холестерина в организме. Находится в |
|
|
|
|
|
холестерин |
|||||||||
|
липидных тканях цитозоля клеток и ядрах |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
липопротеинов. Эфиры образуются путем |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
этерификации холестерола ненасыщенной |
|
|
фосфатидилхолин (лецитин) |
||||||||||||
|
жирной кислотой (из лецитина) с помощью |
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
фермента лецитинхолестеролацетил |
|
лецитинхолестерол- |
|
|
|||||||||||
|
трансферазы (ЛХАТ) или ацилированием |
|
|
|
||||||||||||
|
|
ацетилтрансфераза |
|
|
||||||||||||
|
холестерина с помощью ацил-КоА и ацил- |
|
(ЛХАТ) |
|
|
|||||||||||
|
холестеролацилтрансферазы (АХАТ). |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
В организме взрослого человека содержится |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
~140 г холестерина, из которых более 90% |
|
|
|
|
|
эфир |
||||||||||
находится в тканях, особенно в нервной, |
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
холестерина |
|||||||||||
мышечной, соединительной и жировой, а также |
|
|
|
|
|
|||||||||||
в надпочечниках. До |
10% холестерина |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
содержится в плазме крови и лимфе в составе |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
липопротеинов (основная часть в виде эфиров). |
|
|
лизофосфатидилхолин |
|||||||||||||
С возрастом холестерин накапливается в |
|
|
||||||||||||||
организме, поэтому у взрослых концентрация |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
холестерина в плазме крови выше, чем у детей и |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
составляет в норме 5,2 _+ 1,3 ммоль/л.
Холестерин – чрезвычайно важное соединение в организме человека, которое помимо структурной функции (компонент клеточных мембран ) является предшественником
многих биологически значимых соединений: всех |
стероидных гормонов (половых – |
мужских и женских, кортикостероидов), антирахитического витамина D3, а также |
|
желчных кислот, т.е. всех стероидов в организме. |
79 |