Полезные материалы за все 6 курсов / Ответы к занятиям, экзаменам / Лекции по общей биохимии

oприсутствуя в желчи, поддерживает находящийся здесь холестерин в растворенном состоянии и улучшает выведение его из организма,

oобеспечивает формирование внешнего гидрофильного слоя транспортных липопротеинов крови,

oдипальмитоилфосфатидилхолин, являясь поверхностно-активным веществом, служит основным компонентом сурфактанта легочных альвеол.

Недостаток в легких недоношенных младенцев фосфатидилхолина приводит к раз-

витию синдрома дыхательной недостаточности.

Фосфатидилинозитол (ФИ) – играет ведущую роль в фосфолипид-кальциевом механизме передачи гормонального сигнала в клетку.

Лизофосфолипиды – продукт гидролиза фосфолипидов фосфолипазой А2, образуются катаболизме фосфолипидов или при определенных стимулах, вызывающих в клетке синтез эйкозаноидов (простагландинов, тромбоксанов, лейкотриенов).

Плазмалогены при С1 содержат высший спирт вместо жирной кислоты. Они участвуют в построении мембран, составляют до 10% фосфолипидов мозга и мышечной ткани.

Гораздо более редким является кардиолипин – структурный фосфолипид в мембране митохондрий.

Сфингофосфолипиды

Основным представителем у чело-

века являются сфингомиелины –

наибольшее их количество расположено в сером и белом веществе головного и спинного мозга, в оболочке аксонов периферической нервной системы, есть в печени, почках, эритроцитах и других тканях. В качестве жирных кислот выступают насыщенные и мононенасыщенные кислоты.

Х О Л Е С Т Е Р О Л

Холестерол относится к группе соединений, имеющих в своей основе циклопентанпергидрофенантреновое кольцо, и является ненасыщенным спиртом.

ФУНК ЦИИ ХОЛЕСТЕРОЛА

1.Структурная – входит в состав мембран, обусловливая их вязкость и жесткость.

2.Переносит полиненасыщенные жирные кислоты между органами и тканями в составе липопротеинов низкой и высокой плотности.

3.Является предшественником желчных кислот, стероидных гормонов и витамина D. Примерно 1/4 часть всего холестерола в организме этерифицирована олеиновой кисло-

той и полиненасыщенными жирными кислотами. В плазме крови соотношение эфиров холестерола к свободному холестеролу составляет 2:1.

Г Л И К О Л И П И Д Ы

Гликолипиды широко представлены в нервной ткани и мозге. Размещаются они в наружном монослое плазматических мембран, при этом олигосахаридные цепи направлены наружу. Функции гликолипидов изучены недостаточно, они обладают рецепторной функцией, участвуют в межклеточных взаимодействиях и контактах, являются антигенами клеточной поверхности (группы крови Lewis и AB0).

Большую часть гликолипидов составляют гликосфинголипиды, включающие церамид (соединение аминоспирта сфингозина с длинноцепочечной жирной кислотой) и один или несколько остатков сахаров.

В нервной ткани главным цереброзидом является галактозилцерамид. Для других тканей более характерны глюкозилцерамиды.

Еще одна группа гликолипидов, широко представленных в мозге – ганглиозиды. Они образуются из глюкозилцерамида и дополнительно содержат одну или несколько молекул сиаловой кислоты, моносахаров и их производных (сульфосахаров и аминосахаров).

Если моносахариды несут на себе сульфогруппу, то такие гликолипиды называют суль-

фолипидами.

ВНЕ Ш НИЙ ОБМ Е Н ЛИПИ Д О В

Потребность в липидах взрослого организма составляет 80-100 г в сутки, из них растительных (жидких) жиров должно быть не менее 30%.

С пищей в основном поступают триацилглицеролы, фосфолипиды и эфиры ХС. Переваривание липидов осложняется тем, что их молекулы полностью или частично гидрофобны. Для преодоления этой помехи используется процесс эмульгирования, когда гидрофобные молекулы (ТАГ, эфиры ХС) или гидрофобные части молекул (жирные кислоты в составе ФЛ, циклическая структура ХС) погружаются внутрь мицеллы, а гидрофильные остаются на поверхности, обращенной к водной фазе.

Условно внешний обмен липидов можно подразделить на следующие этапы:

1.Эмульгирование жиров пищи – необходимо для того, чтобы ферменты ЖКТ смогли начать работу.

2.Гидролиз триацилглицеролов, фосфолипидов и эфиров ХС под влиянием ферментов ЖКТ.

3.Образование мицелл из продуктов переваривания (жирных кислот, МАГ, холестерола).

4.Всасывание образованных мицелл в эпителий кишечника. Однако короткие жирные кислоты (до 10 атомов углерода) всасываются вне мицелл сразу в воротную вену. Этот процесс важен для грудных детей, т.к. молоко содержит в основном коротко- и среднецепочечные жирные кислоты.

5.Ресинтез триацилглицеролов, фосфолипидов и эфиров ХС в энтероцитах.

После ресинтеза липидов в кишечнике они собираются в транспортные формы – хиломикроны (основные) и ЛПВП (малое количество) – и разносятся по организму.

РО Т О В А Я П О Л О С Т Ь

Увзрослых в ротовой полости переваривание липидов не идет, хотя длительное пережевывание пищи способствует частичному эмульгированию жиров.

Ж Е Л У Д О К

Собственная липаза желудка у взрослого не играет существенной роли в переваривании липидов из-за ее небольшого количества и того, что ее оптимум рН 4,5-5,5. Также влияет отсутствие эмульгированных жиров в обычной пище (кроме молока).

Тем не менее, у взрослых теплая среда и перистальтика желудка вызывает некоторое эмульгирование жиров. При этом даже низко активная липаза расщепляет незначительные количества жира, что важно для дальнейшего переваривания жиров в кишечнике, т.к. наличие хотя бы минимального количества свободных жирных кислот облегчает эмульгирование жиров в двенадцатиперстной кишке и стимулирует секрецию панкреатической липазы.

свободный холестерол, формирующие при участии желчных кислот структуры мицеллярного типа (размер около 5 нм). Полученные мицеллы достигают эапителия кишечника и их составляющие диффундируют в клетки и попадают сразу в гладкую эндоплазматическую сеть. Желчные кислоты здесь почти не всасываются и остаются в просвете кишечника.

СВОЙ С ТВ А, СО С Т АВ И Ф У НК Ц ИИ ЖЕ ЛЧ И

Свойства и состав

Желчь представляет собой сложную жидкость. В печеночной желчи доля сухого остатка около 3%, воды – 97%, величина pH 7,3-8,2. Пузырная желчь из-за реабсорбции воды концентрируется, и доля воды уже составляет только 80-85%, pH более кислая, около 6,7.

В сухом остатке обнаруживается две группы веществ:

oпопавшие сюда путем фильтрации из крови натрий, калий, бикарбонат-ионы, креатинин,

холестерол, фосфатидилхолин,

oактивно секретируемые гепатоцитами билирубин и желчные кислоты.

Внорме между основными компонентами желчи выдерживается соотношение желчные кислоты : ФХ : ХС равное 65:12:5.

Всутки образуется около 10 мл желчи на кг массы тела, таким образом, у взрослого человека это составляет 500-700 мл. Желчеобразование идет непрерывно, хотя интенсивность на протяжении суток резко колеблется.

Роль желчи

1.Вместе с панкреатическим соком нейтрализация кислого химуса, поступающего из желудка. При этом карбонаты взаимодействуют с НСl, выделяется углекислый газ и происходит разрыхление химуса, что облегчает переваривание.

2.Усиление перистальтики кишечника.

3. Обеспечивает переваривание жиров:

oэмульгирование для последующего воздействия липазой, необходима комбинация [желчные кислоты+жирные кислоты+МАГ],

o уменьшает поверхностное натяжение, что препятствует сливанию капель жира, o образование мицелл, способных всасываться.

4. Благодаря п.п.1 и 2 обеспечивает всасывание жирорастворимых витаминов.

5.Экскреция избытка ХС, желчных пигментов, креатинина, металлов Zn, Cu, Hg, лекарств. Для ХС желчь – единственный путь выведения, с ней может выводиться 1-2 г/сут.

Образование желчных кислот

Синтез желчных кислот включает 17 реакций и идет в эндоплазматическом ретикулуме при участии цитохрома Р450, кислорода, НАДФН и аскорбиновой кислоты. Большая доля холестерина (75%), синтезируемого в печени, используется в синтезе желчных кислот.

В печени синтезируются первичные желчные кислоты – холевая (гидроксилирована по С3, С7, С12) и хенодезоксихолевая (гидроксилирована по С3, С7), затем они образуют парные желчные киcлоты – конъюгаты с глицином (гликопроизводные) и с таурином (тауропроизводные), в соотношении 3:1 соответственно.

В дистальных отделах кишечника под действием микрофлоры эти желчные кислоты теряют ОН-группу при С7 и превращаются во вторичные желчные кислоты – дезоксихолевую (гидроксилирована по С3 и С12) и литохолевую (гидроксилирована только по С3).

Кишечно-печеночная циркуляция

Кишечно-печеночная циркуляция – это непрерывная секреция желчных кислот из печени в просвет кишечника и реабсорбция их большей части в подвздошной кишке, что сберегает ресурсы холестерола. В сутки происходит 6-10 таких циклов. Таким образом, небольшое количество желчных кислот (всего 3-5 г) обеспечивает переваривание липидов, поступающих в течение суток. Потери в размере около 0,5 г/сут соответствуют суточному синтезу холесте-

рола de novo.

Нарушение желчеобразования

Нарушение желчеобразования чаще всего связано с хроническим избытком ХС в организме вообще и в желчи в частности, так как желчь является единственным способом его выведения.

Избыток ХС в печени возникает при увеличении количества материала для его синтеза (ацетил-SКоА) и снижении активности 7 -гидроксилазы (гиповитаминозы С и B3).

Избыток ХС в желчи может быть абсолютным – в результате избыточного синтеза ХС и/или его потребления с пищей, или относительным. Так как соотношение желчных кислот, фосфолипидов и холестерола должно составлять 65:12:5, то относительный избыток возникает при недостаточном синтезе желчных кислот (гиповитаминозы С, В3, В5) и/или фосфатидилхолина (недостаток полиненасыщенных жирных кислот, витаминов В6, В9, В12). В результате нарушения соотношения образуется желчь, из которой холестерол, как плохо растворимое соединение, кристаллизуется. Далее к кристаллам присоединяются ионы кальция и билирубин, что сопровождается образованием желчных камней.

Застой в желчном пузыре, возникающий при неправильном питании, приводит к сгущению желчи из-за реабсорбции воды. Недостаток потребления воды или длительный прием мочегонных средств (лекарства, кофеин-содержащие продукты, этанол) также усугубляет эту проблему.

Лечение

1.Урсосан (включает урсодезоксихолевую кислоту) вызывает снижение осаждения ХС

ирастворение ХС камней. По данным авторов, камни размером с горошину без билирубиновых наслоений при соблюдении диеты растворяются в течение полугода.

2.Ингибирование ключевого фермента синтеза холестерола гидрокси-метилглутарил- SКоА-редуктазы при помощи ловастатина снижает в 2 раза синтез ХС (но, соответственно, и желчных кислот).

3.Предотвращение всасывания холестерола в желудочно-кишечном тракте за счет его адсорбции при помощи холестираминовых смол (Questran).

ПЕ Р Е В АР И В АН И Е ЛИП ИД ОВ У Д Е ТЕ Й

Умладенцев клетками слизистой корня языка и глотки (железы Эбнера) при сосании секретируется лингвальная липаза, продолжающая свое действие и в желудке.

Угрудных младенцев и детей младшего возраста липаза желудка более активна, чем у взрослых, так как кислотность в желудке детей около 5,0. Помогает и то, что жиры молока эмульгированы. Жиры у младенцев дополнительно перевариваются за счет липазы, содержащейся в женском молоке, в коровьем молоке липаза отсутствует. Благодаря таким преимуществам у детей грудного возраста в желудке происходит 25-50% всего липолиза.

В двенадцатиперстной кишке гидролиз жира дополнительно осуществляется панкреатической липазой. До 7 лет активность панкреатической липазы невысока, ее активность достигает максимума к 8-9 годам. Но, тем не менее, это не мешает уже в первые месяцы жизни ребенка достигать почти 100% гидролиза жира и 95% всасывания.

В грудном возрасте содержание желчных кислот в желчи увеличивается примерно в три раза, позднее этот процесс замедляется.

Н АР У ШЕ НИЕ ПЕ Р Е В АР И В АН ИЯ ЛИП ИД ОВ

При снижении переваривания и всасывания липидов содержание жира в кале резко увеличивается – развивается стеаторея.

Причинами таких нарушений являются:

1.Снижение желчеобразования в результате недостаточного синтеза желчных кислот и фосфолипидов при болезнях печени, гиповитаминозах.

2.Снижение желчевыделения (обтурационная желтуха, билиарный цирроз, желчнокаменная болезнь). У детей часто причиной может быть перегиб желчного пузыря, который сохраняется и во взрослом состоянии.

3.Снижение переваривания при недостатке панкреатической липазы, который возникает при заболеваниях поджелудочной железы (острый и хронический панкреатит, острый некроз, склероз). Может возникать относительная недостаточность фермента при сниженном выделении желчи.

4.Избыток в пище катионов кальция и магния, которые связывают жирные кислоты, переводят их в нерастворимое состояние и препятствуют их всасыванию. Эти ионы также связывают желчные кислоты, нарушая их работу.

5.Снижение всасывания при повреждении стенки кишечника токсинами, антибиотиками (неомицин, хлортетрациклин).

6.Недостаточность синтеза пищеварительных ферментов и ферментов ресинтеза липидов в энтероцитах при белковой и витаминной недостаточности.

ВС АСЫ В АН ИЕ ЛИП ИД ОВ

Происходит в верхнем отделе тонкого кишечника в начальные 100 см. В норме всасывается 98% пищевых липидов.

1.Короткие жирные кислоты (не более 10 атомов углерода) всасываются и переходят

вкровь без каких-либо особенных механизмов. Глицерол тоже всасывается напрямую.

2.Другие продукты переваривания (жирные кислоты, холестерол, моноацилглицеролы) образуют с желчными кислотами мицеллы с гидрофильной поверхностью и гидрофобным ядром. Размеры мицелл в 100 раз меньше самых мелких эмульгированных жировых капелек. Через водную фазу мицеллы мигрируют к щеточной каемке слизистой оболочки.

На поверхности плазматической мембраны энтероцитов мицеллы распадаются, и липидные компоненты диффундируют внутрь клетки, после чего переносятся в эндоплазматический ретикулум. Желчные кислоты частично также могут попадать в клетки и далее в кровь воротной вены, однако большая их часть остается в химусе и достигает подвздошной кишки, где всасывается при помощи активного транспорта.

Р Е С И Н Т Е З Л И П И Д О В В С Т Е Н К Е К И Ш Е Ч Н И К А

Ресинтез липидов – это синтез липидов в стенке кишечника из поступающих сюда экзогенных жиров, иногда могут использоваться и эндогенные жирные кислоты. Основная задача этого процесса – связать поступившие с пищей средне- и длинноцепочечные жирные кислоты с глицеролом или холестеролом. Это позволит их переносить по крови в ткани.

Поступившая в энтероцит (как и в любую другую клетку) жирная кислота обязательно активируется через присоединение коэнзима А.

Ресинтез триацилглицеролов

Образовавшийся ацил-SКоА участвует в реакциях ресинтеза триацилглицеролов по двум независимым путям.

Первый путь, основной – 2-моноацилглицеридный – происходит при участии экзогенных 2-МАГ и ЖК в гладком эндоплазматическом ретикулуме энтероцитов: мультиферментный комплекс триацилглицерол-синтазы формирует ТАГ.

Также существует второй, глицеролфосфатный путь, т.к. 1/4 часть ТАГ в кишечнике полностью гидролизуется и возникает относительный избыток жирных кислот, для которых не хватает глицерола. Источником глицерол-3-фосфата служит окисление глюкозы, так как пищевой глицерол быстро покидает энтероциты и уходит в кровь. Здесь можно выделить следующие реакции:

1. Образование глицерол-3-фосфата из глюкозы.

2.Превращение глицерол-3-фосфата в фосфатидную кислоту.

3.Превращение фосфатидной кислоты в ДАГ.

4.Синтез ТАГ.

Ресинтез эфиров холестерола

Холестерол этерифицируется с использованием ацил-SКоА и фермента ацил-КоА:хо- лестерол-ацилтрансферазы (АХАТ). Реэтерификация холестерола напрямую влияет на его всасывание в кровь. В настоящее время ищутся возможности подавления этой реакции для снижения концентрации ХС в крови.

Ресинтез фосфолипидов

Фосфолипиды ресинтезируются двумя путями – с использованием 1,2-ДАГ для синтеза фосфатидилхолина или фосфатидилэтаноламина, либо через фосфатидную кислоту при синтезе фосфатидилинозитола (см "Биосинтез фосфолипидов").