Добавил:
krasanya
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Биохимия-экзамен-1-курс-пед
.pdf
Второй этап
Второй этап – этап структурных перестроек,
благодаря которым пентозы способны
возвращаться в фонд гексоз.
В этих реакциях молекулы рибулозо-5-фосфата
изомеризуются до рибозо-5-фосфата и
ксилулозо-5-фосфата. Далее под влиянием
ферментов транскетолазы и трансальдолазы
происходят структурные перестройки с
образованием других моносахаридов.
При реализации всех реакций второго этапа
пентозы превращаются во фруктозо-6-фосфат и
глицеральдегид-3-фосфат, т.е. возвращаются в
реакции гликолиза. Поэтому иногда
пентозофосфатный путь называют шунтом, т.е.
рассматривают как обходной путь окисления
глюкозы.
Глицеральдегид-3-фосфат в зависимости от
условий и вида клеток может:
либо "проваливаться" во 2-й этап
гликолиза,
либо через диоксиацетонфосфат
восстанавливаться до глицерол-3-фосфата и
далее направляться в синтез фосфатидной
кислоты и далее триацилглицеролов,
либо при необходимости из него могут
образоваться и гексозы.
43. Липиды. Общая характеристика. Биологическая роль. Классификация липидов.
Триацилглицеролы.
Липиды - низкомолекулярные органические вещества, мало растворимые в воде и хорошо
растворимые в неполярных органических растворителях (эфир, бензол, хлороформ, гексан). При
сходных физико-химических свойствах липиды по своему химическому составу относятся к
разным классам органических соединений.
Биологические функции липидов:
Структурная. Липиды являются структурными компонентами клеточных мембран.
Энергетическая. Являются наиболее энергоемким питательным веществом. г липидов дает
организму примерно 39 кДж энергии, в 2 с лишним раза больше, чем углеводы. Липиды
являются наиболее компактной формой депонирования энергии в клетках.
Защитная. Жировая прокладка предохраняет животных от переохлаждения и механических
воздействий. Восковые соты пчел служат для хранения запасов меда и выведения потомства.
Восковой налет на листьях предохраняет от потери влаги.
Регуляторная. Некоторые липиды являются предшественниками гормонов и витаминов.
Классификация липидов:
Простые липиды (содержат только атомы C, H и O)
жирные кислоты
триглицериды
воска
Сложные липиды (дополнительно содержат P и N)
фосфолипиды
гликолипиды
Производные липидов
стероиды
каротиноиды
терпены
Триглицериды
Это сложные эфиры жирных кислот и глицерина. Глицерин представляет собой трехатомный
спирт, в его молекуле могут образовать сложноэфирную связь с остатками жирных кислот одна,
две или три ОН-групп - с количеством остатков жирных кислот различают моно-, ди- и
триацилглицериды. Наиболее часто встречаются в природе триацилглицериды. Триацилглицериды
не содержат ионогенных (СООН, NH2 и др. групп), поэтому их еще называют нейтральными
липидами.
Чем больше остатков короткоцепочечных и ненасыщенных жирных кислот, тем ниже температура
плавления липидов. Животные жиры содержат значительное количество остатков насыщенных
жирных кислот и при комнатной температуре остаются твердыми (например, сливочное масло
или свиное сало). Растительные жиры содержат много остатков ненасыщенных жирных кислот и
при комнатной температуре бывают жидкими (например, подсолнечное или оливковое масло).
44. Переваривание липидов пищи. Всасывание продуктов переваривания. Нарушения
переваривания и всасывания липидов.
Этапы переваривания липидов:
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.
5. Ресинтез триацилглицеролов, фосфолипидов и эфиров ХС в энтероцитах.
После ресинтеза липидов в кишечнике они собираются в транспортные формы
– хиломикроны (в основном) и липопротеины высокой плотности (ЛПВП) (малое количество) –
и разносятся по организму.
Ротовая полость
В ротовой полости происходит механическое измельчение твердой пищи и смачивание ее
слюной (рН=6,8). Здесь начинается гидролиз триглицеридов с короткими и средними жирными
кислотами, которые поступают с жидкой пищей в виде эмульсии. Гидролиз осуществляет
лингвальная триглицеридлипаза («липаза языка», ТГЛ), которую секретируют железы Эбнера,
находящиеся на дорсальной поверхности языка.
Желудок
Так как «липаза языка» действует в диапазоне 2-7,5 рН, она может функционировать в желудке в
течение 1-2 часов, расщепляя до 30% триглицеридов с короткими жирными кислотами. У грудных
детей и детей младшего возраста она активно гидролизует ТГ молока, которые содержат в
основном жирные кислоты с короткой и средней длиной цепей (4—12 С). У взрослых людей вклад
«липазы языка» в переваривание ТГ незначителен.
В главных клетках желудка вырабатывается желудочная липаза, которая активна при
нейтральном значении рН, характерном для желудочного сока детей грудного и младшего
возраста, и не активна у взрослых (рН желудочного сока ~1,5). Эта липаза гидролизует ТГ,
отщепляя, в основном, жирные кислоты у третьего атома углерода глицерола. Образующиеся в
желудке ЖК и МГ далее участвуют в эмульгировании липидов в двенадцатиперстной кишке.
Тонкая кишка
Основной процесс переваривания липидов происходит в тонкой кишке.
1. Эмульгирование липидов (смешивание липидов с водой) происходит в тонкой кишке под
действием желчи. Желчь синтезируется в печени, концентрируется в желчном пузыре и после
приёма жирной пищи выделяется в просвет двенадцатиперстной кишки (500-1500 мл/сут).
Жёлчь — это вязкая жёлто-зелёная жидкость, имеет рН=7,3-8.0, содержит Н2О – 87-97%,
органические вещества (желчные кислоты – 310 ммоль/л (10,3-91,4 г/л), жирные кислоты – 1,4-3,2
г/л, пигменты желчные – 3,2 ммоль/л (5,3-9,8 г/л), холестерин – 25 ммоль/л (0,6-2,6) г/л,
фосфолипиды – 8 ммоль/л) и минеральные компоненты (натрий 130-145 ммоль/л, хлор 75-100
ммоль/л, НСО3- 10-28 ммоль/л, калий 5-9 ммоль/л).
Нарушение соотношение компонентов желчи приводит к образованию камней.
Жёлчные кислоты (производные холановой кислоты) синтезируются в печени из холестерина
(холиевая, и хенодезоксихолиевая кислоты) и образуются в кишечнике (дезоксихолиевая,
литохолиевая, и д.р. около 20) из холиевой и хенодезоксихолиевой кислот под действием
микроорганизмов.
Соли жёлчных кислот, мыла, фосфолипиды, белки и щелочная среда желчи действуют как
детергенты (ПАВ), они снижают поверхностное натяжение липидных капель, в результате
крупные капли распадаются на множество мелких, т.е. происходит эмульгирование.
Эмульгированию также способствует перистальтика кишечника и выделяющийся, при
взаимодействии химуса и бикарбонатов, СО2: Н+ + НСО3- → Н2СО3 → Н2О + ↑СО2.
2. Гидролиз триглицеридов осуществляет панкреатическая липаза.
Ее оптимум рН=8, она гидролизует ТГ преимущественно в положениях 1 и 3, с образованием 2
свободных жирных кислот и 2-моноацилглицерола (2-МГ). 2-МГ является хорошим эмульгатором.
28% 2-МГ под действием изомеразы превращается в 1-МГ. Большая часть 1-МГ гидролизуется
панкреатической липазой до глицерина и жирной кислоты.
В поджелудочной железе панкреатическая липаза синтезируется вместе с белком колипазой.
Колипаза образуется в неактивном виде и в кишечнике активируется трипсином путем частичного
протеолиза. Колипаза своим гидрофобным доменом связывается с поверхностью липидной капли,
а гидрофильным способствует максимальному приближению активного центра панкреатической
липазы к ТГ, что ускоряет их гидролиз.
4. Гидролиз эфиров холестерина до холестерина и жирных кислот осуществляет
холестеролэстераза, фермент поджелудочной железы и кишечного сока.
5. Мицеллообразование
Водонерастворимые продукты гидролиза (жирные кислоты с длинной цепью, 2-МГ, холестерол,
лизолецитины, фосфолипиды) вместе с компонентами желчи (солями жёлчных кислот, ХС, ФЛ)
образуют в просвете кишечника структуры, называемые смешанными мицеллами. Смешанные
мицеллы построены таким образом, что гидрофобные части молекул обращены внутрь мицеллы
(жирные кислоты, 2-МГ, 1-МГ), а гидрофильные (желчные кислоты, фосфолипиды, ХС) —
наружу, поэтому мицеллы хорошо растворяются в водной фазе содержимого тонкой кишки.
Стабильность мицелл обеспечивается в основном солями жёлчных кислот, а также
моноглицеридами и лизофосфолипидами.
6. Ресинтез липидов – это синтез липидов в стенке кишечника из поступающих
сюда экзогенных жиров. 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, во-вторых, создает их
транспортные формы для переноса по крови в ткани.
Всасывание продуктов гидролиза
1. Водорастворимые продукты гидролиза липидов всасываются в тонкой кишке без участия
мицелл.
2. Жирные кислоты с короткой и средней цепью, всасываются без участия мицелл в основном в
тонкой кишке, а часть уже в желудке.
3. Водонерастворимые продукты гидролиза липидов всасываются в тонкой кишке с участием
мицелл. Мицеллы сближаются со щёточной каймой энтероцитов, и липидные компоненты мицелл
(2-МГ, 1-МГ, жирные кислоты, холестерин, лизолецитин, фосфолипиды и т.д.) диффундируют
через мембраны внутрь клеток.
Нарушения переваривания и всасывания жиров. Стеаторея
Нарушение переваривания липидов может быть при:
• нарушение оттока жёлчи из жёлчного пузыря (желчекаменная болезнь, опухоль).
Уменьшение секреции жёлчи вызывает нарушение эмульгирования липидов, что ведет к
снижению гидролиза липидов пищеварительными ферментами;
• нарушение секреции сока поджелудочной железы приводит к дефициту панкреатической
липазы и снижает гидролиз липидов.
Нарушение переваривания липидов тормозит их всасывание, что приводит к увеличению
количества липидов в фекалиях — возникает стеаторея (жирный стул). В норме в фекалиях
липидов не более 5%. При стеаторее нарушается всасывание жирорастворимых витаминов (A, D,
Е, К) и незаменимых жирных кислот (витамин F), поэтому развиваются гиповитаминозы
жирорастворимых витаминов. Избыток липидов связывает вещества нелипидной природы (белки,
углеводы, водорастворимые витамины), и препятствует их перевариванию и всасыванию.
Возникают гиповитаминозы по водорастворимым витаминам, белковое и углеводное голодание.
Непереваренные белки подвергаются гниению в толстой кишке.
45. Липопротеины (ЛП) плазмы крови, классификация по плотности и электрофоретической
подвижности. Особенности строения и липидного состава. Основные аполипопротеины, их
функции.
Липиды транспортируются в водной фазе крови в составе особых частиц – липопротеинов.
Липопротеины (ЛП) – это надмолекулярные комплексы сферической формы, состоящие из
липидов, белков и углеводов. ЛП имеют гидрофильную оболочку и гидрофобное ядро. В
гидрофильную оболочку входят белки, которые называют апопротеинами, и амфифильные
липиды - ФЛ, ХС. В гидрофобное ядро входят гидрофобные липиды - ТГ, эфиры ХС и т.д. ЛП
хорошо растворимы в воде.
ЛП разделяют с помощью:
1) электрофореза, по заряду и размеру, на α-ЛП, β-ЛП, пре-β-ЛП и ХМ;
2) центрифугирования, по плотности, на ЛПВП, ЛПНП, ЛППП, ЛПОНП и ХМ.
Все эти липопротеины отличаются по своей функции.
1. Хиломикроны (ХМ) - образуются в клетках кишечника, их функция: перенос
экзогенного жира из кишечника в ткани (в основном - в жировую ткань), а также -
транспорт экзогенного холестерина из кишечника в печень.
2. Липопротеины Очень Низкой Плотности (ЛОНП) - образуются в печени, их роль:
транспорт эндогенного жира, синтезированного в печени из углеводов, в жировую
ткань.
3. Липопротеины Низкой Плотности (ЛНП) - образуются в кровеносном русле из
ЛОНП через стадию образования Липопротеинов Промежуточной Плотности (ЛПП).
Их роль: транспорт эндогенного холестерина в ткани.
4. Липопротеины Высокой Плотности (ЛВП) - образуются в печени, основная роль -
транспорт холестерина из тканей в печень, то есть удаление холестерина из тканей, а
дальше холестерин выводится с желчью.
Белки, входящие в состав ЛП, называются апопротеины (апобелки, апо). К наиболее
распространенным апопротеинам относят: апо А-I, А-II, В-48, В-100, С-I, С-II, С-III, D, Е.
Апобелки могут быть периферическими (гидрофильные: А-II, С-II, Е) и интегральными (имеют
гидрофобный участок: В-48, В-100). Периферические апо переходят между ЛП, а интегральные –
нет.
Апопротеины выполняют несколько функций:
• формируют структуру липопротеинов;
• взаимодействуют с рецепторами на поверхности клеток и таким образом определяют,
какими тканями будет захватываться данный тип липопротеинов;
• служат ферментами или активаторами ферментов, действующих на липопротеины.
1. Структурная функция («стационарные» белки) – связывают липиды и формируют белок-
липидные комплексы:
апоВ-48 – присоединяет триациллицеролы,
апоВ-100 – связывает как триацилглицеролы, так и эфиры холестерина,
апоА-I – акцептирует фосфолипиды,
апоА-IV – связывается с холестеролом.
2. Кофакторная функция («динамические» белки) – влияют на активность ферментов
метаболизма липопротеинов в крови:
апоС-II - кофактор гепаринзависимой липопротеинлипазы,
апоС-III – кофактор печеночной ТАГ-липазы и ингибитор липопротеинлипазы,
апоА-I, апоА-II и апоС-I – кофакторы лецитин-холестерол-ацилтрансферазы,
апоЕ – ингибитор липопротеинлипазы.
3. Векторная функция (белки-маркеры, стационарные) – обеспечивают направленный транспорт
липопротеинов:
апоВ-48, апоВ-100 и апоА-I – связываются со своими рецепторами клеток-мишеней,
апоЕ помогает взаимодействию векторных апобелков с рецепторами.
46. Депонирование и мобилизация жиров в жировой ткани, физиологическая роль этих
процессов. Роль инсулина, адреналина и глюкагона в регуляции метаболизма жира.
Адипоциты - место депонирования жиров. Там запасаются триацилглицеролы.
Синтез ТАГ
В начале всего процесса происходит образование глицерол-3-фосфата.
В абсорбтивный период поступающий в печень из кишечника глицерол
фосфорилируется глицеролкиназой. В мышцах, жировой ткани и других тканях
глицеролкиназа отсутствует, поэтому здесь глицерол-3-фосфат образуется из
диоксиацетонфосфата, метаболита гликолиза. В печени этот второй путь используется тоже.
Синтез фосфатидной кислоты
Жирные кислоты, поступающие из крови при распаде ХМ, ЛПОНП или синтезированные в
клетке из глюкозы, также должны активироваться. Они превращаются в ацил-SКоА в АТФ-
зависимой реакции.
При наличии глицерол-3-фосфата и ацил-SКоА синтезируется фосфатидная кислота.
Синтез триацилглицеролов (липогенез) заключается в дефосфорилировании фосфатидной
кислоты, полученной из глицерол-3-фосфата, и присоединении ацильной группы.
Мобилизация триацилглицеролов и окисление жирных кислот активируется
при нормальных физиологических стрессовых ситуациях – эмоциональный стресс,
мышечная работа, голодание,
при патологических состояниях – сахарный диабет I типа, другие гормональные
заболевания (гиперкортицизм, гипертиреоз).
В результате стимулированного липолиза в адипоцитах образуются
свободный глицерол и жирные кислоты.
Глицерол с кровью доставляется в печень и почки, здесь фосфорилируется и окисляется в
метаболит гликолиза диоксиацетонфосфат. В зависимости от условий диоксиацетонфосфат
может включаться в реакции глюконеогенеза (при голодании, мышечной нагрузке) или окисляться
в реакциях гликолиза.
Жирные кислоты транспортируются в крови в комплексе с альбуминами плазмы:
при физической нагрузке – в мышцы,
в обычных условиях и при голодании – в мышцы и большинство тканей, однако при этом
около 30% жирных кислот захватывается печенью.
Активация триацилглицерол-липазы
Гормонзависимая активация липолиза в адипоцитах адреналином и глюкагоном происходит при
напряжении организма (голодание, длительная мышечная работа, охлаждение). Активность
ТАГ-липазы зависит, главным образом, от соотношения инсулин / глюкагон.
Снижение активности ТАГ-липазы
Инсулин препятствует активации липолиза
другими гормонами, т.к.
он активирует фермент фосфодиэстеразу,
которая гидролизует цАМФ, что останавливает
каскадную активацию ТАГ-липазы,
активирует протеинфосфатазы,
дефосфорилирующие ТАГ-липазу.
47. Распад жирных кислот в клетке. Активация и перенос жирных кислот в митохондрии. β-
окисление жирных кислот, энергетический эффект.