3_-_Lipidy / 13-16-Липиды-2012 small

183

91

β-окисление ЖК протекает в митохондриях и представляет собой последовательное отщепление двухуглеродных фрагментов (т.е. СН3-СО~S-КоА).

Начинается с реакции:

RCOOH + HS~KoA + ATФ -----

RCOO~SKoA + AMФ + дифосфат

185

Реакция эта протекает, главным образом, в цитоплазме, в то время

как процесс β-окисления жирных

кислот происходит в митохондриях. Ацил-КоА не может проникнуть в митохондрию без помощи карнитина.

Карнитин является широко распространенным соединением, особенно много его в мышцах.

186

92

Образуется он из аминокислот лизина и метионина в печени и почках. На наружной стороне внутренней мембраны митохондрий имеется фермент ацилкарнитин трансфераза, который катализирует взаимодействие ацил-КоА с карнитином:

93

Опосредованный карнитином перенос длинноцепочечного ацил-КоА в митохондриальный матрикс

КПТн катализирует образование ацилкарнитинового комплекса из ацилКоА и карнитина на внутренней стороне наружной митохондриальной мембраны (НММ). Ацилкарнитиновый комплекс затем диффундирует через межмембранное пространство к внутренней митохондриальной мембране (ВММ).

189

190

94

Там совместное последовательное действие карнитин: ацилкарнитин транслоказы (Т) и КПТв обеспечивает поступление ацил-КоА в митохондриальный матрикс для последующего окисления. Активность КПТн ингибируется малонил-КоА на наружной стороне наружной мембраны митохондрий.

191

Ацилкарнитин обладает способностью проходить через внутреннюю мембрану митохондрий.

На внутренней поверхности

внутренней мембраны митохондрий ацилкарнитин взаимодействует с митохондриальным КоА.

В результате в митохондриальном матриксе вновь образуется ацилКоА, а карнитин высвобождается.

192

95

Далее митохондриальный ацил-КоА распадается в результате повторяющейся последовательности из четырех реакций окисления с участием флавинадениндинуклеотида (ФАД), гидратации, окисления с участием НАД и тиолиза с участием КоА.

193

194

96

Увеличенное окисление жирных кислот ингибирует окисление глюкозы в клетках скелетных мышц и сердца за счет ингибирования пируватдегидрогеназы (соотношение ацетил~КоА/КоА-SH).

При голодании такое явление призвано уменьшить утилизацию глюкозы периферическими тканями.

195

Однако у людей с высоким уровнем СЖК это является одной из причин

устойчивости к действию инсулина

(к примеру, при диабете, беременности).

С другой стороны, увеличение окисления глюкозы может ингибировать окисление жирных кислот.

196

97

Регуляция β-окисления

Конкуренция глюкозы и жирных кислот за использование в качестве субстратов: цикл Рэндла

197

Это обусловлено тем, что регуляция поглощения жирных кислот

митохондриями преимущественно

осуществляется за счет контроля КПТв со стороны малонил-КоА, который выполняет роль аллостерического ингибитора этого фермента.

198

98

Гипергликемия частично подавляет липолиз.

Энергетический выход окисления жирных кислот зависит от длины цепи.

Можно подсчитать энергетический выход β-окисления жирных кислот. В каждом цикле реакций ацил-КоА укорачивается на 2 углерода и образуется по одной молекуле ФАДН2, НАДН+Н+ и ацетил-КоА.

199

При окислении каждого из этих НАДН в дыхательной цепи образуется 3 молекулы АТФ, тогда как при окислении каждого ФАДН2 - 2 молекулы АТФ, потому что в этом случае электроны поступают в цепь на уровне кофермента Q ("тканевое дыхание").

Напомним, что окисление ацетил-КоА в цикле трикарбоновых кислот дает 12 молекул АТФ.

200

99

Т.о энергетический эффект 1 цикла

β-окисления составляет 5 молекул АТФ + 12 молекул АТФ. Для подсчета энергетического выхода β-окисления конкретной жирной кислоты с четным числом углеродных атомов необходимо знать количество циклов β-окисления.

201

Рассчет β-окисления ведут по

формуле:

n/2 - 1, где n - число углеродных атомов в составе жирной кислоты и молекул образующихся ацетил-КоА (оно составляет n/2). Из общей суммы АТФ необходимо вычесть одну молекулу АТФ, которая была затрачена на активацию жирной кислоты в начале всего процесса.

202

100