Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Lipidy_i_ikh_obmen_2006.pdf
Скачиваний:
113
Добавлен:
15.03.2016
Размер:
390.64 Кб
Скачать

29

римыми в воде, свободно всасываются в кишечнике и поступают в кровь воротной вены, оттуда в печень, минуя какие-либо превращения в кишечной стенке.

Всасывание жирных кислот с длинной цепью и моноглицеролов происходит более сложно. Этот процесс осуществляется при участии желчи и, главным образом, желчных кислот, фосфолипидов, холестерина, входящих в ее состав. Жирные кислоты с длинной цепью и моноглицеролы в просвете кишечника образуют с этими соединениями устойчивые в водной среде мицеллы. Структура мицелл такова, что их гидрофобное ядро (жирные кислоты, моноглицеролы и т.д.) оказывается окруженным снаружи гидрофильной оболочкой из желчных кислот и фосфолипидов.

В составе таких мицелл высшие жирные кислоты переносятся к всасывающей поверхности кишечного эпителия. В результате диффузии, мицеллы проникают в эпителиальные клетки ворсинок, где происходит распад жировых мицелл. При этом желчные кислоты поступают в ток крови и через систему воротной вены попадают сначала в печень, а оттуда вновь в желчь. Таким образом происходит постоянная циркуляция желчных кислот между печенью и кишечником. Этот процесс получил название печеночно-кишечной циркуляции.

После того как произошло всасывание глицерина жирных кислот, они могут использоваться тканями и органами тела в качестве энергетического материала.

2.2 Окисление жира

Образовавшиеся в результате гидролиза триацилглицерола (см. рис. 7) глицерин и жирные кислоты вовлекаются в дальнейший путь распада – окисление.

2.2.1 Окисление глицерина

Глицерин вовлекается в цитоплазме клетке в процесс гликолиза.

Сначала глицерин при участии фермента глицерофосфаткиназы (трансфераза) превращается в α-глицеролфосфат. Последний под действием НАД+ – зависи-

мой α-глицеролфосфатдегидрогеназы (оксидоредуктаза) превращается в фосфодиоксиацетон:

СН

ОН АТФ

АДФ

СН2

ОН

НАД+

НАДН + Н+

СН2

ОН

2

 

 

 

 

 

 

 

 

ОН НС

трансфераза

ОН НС

 

дегидрогеназа

С

O

 

 

 

СН2

ОН

 

α СН2

O

(Р)

 

СН2

O (Р)

глицерол

 

α -глицеролфосфат

фосфодиоксиацетон

Фосфодиоксиацетон, являясь обычным метаболитом гликолиза, изомеризуется в 3-фосфоглицериновый альдегид и включается в данный метаболический путь до ПВК. Пировиноградная кислота, превращаясь в ацетил-КоА (этап III), полностью окисляется в цикле Кребса (этап IV) до СО2, Н2О и выделением АТФ.

2.2.2 Окисление жирных кислот

Окисление жирных кислот протекает в печени, почках, скелетных и сердечных мышцах, в жировой ткани.

30

Ф.Кнооп высказал предположение, что окисление молекулы жирной кислоты в тканях организма происходит в β-окислении. В результате от молекулы жирной кислоты отщепляются двууглеродные фрагменты со стороны карбоксильной группы. Процесс β-окисления жирных кислот складывается из следующих этапов:

Активация жирных кислот. Подобно первой стадии гликолиза сахаров перед β-окислением жирные кислоты подвергаются активации. Эта реакция протекает на наружной поверхности мембраны митохондрий при участии АТФ, коэнзима А (НS-КоА) и ионов Mg2+. Реакция катализируется ацил-КоА-синтетазой:

 

 

 

 

 

 

 

β

 

 

α

 

COОН +

АТФ + НS-КоА

Mg2+

R

 

(СН2)n

 

 

CH2

 

CH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ацетил-КоА-синтнтаза

 

 

 

жирная кислота

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β

 

α

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C S

 

КоА + АМФ + РР

 

 

 

 

 

R

 

(СН

)n

 

 

CH

 

CH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

2

2

 

 

 

 

 

ацил-КоА

В результате реакции образуется ацил-КоА, являющийся активной формой жирной кислоты.

Транспорт жирных кислот внутрь митохондрий. Коэнзимная форма жирной кислоты, в равной мере как и свободные жирные кислоты, не обладает способностью проникать внутрь митохондрий, где, собственно, и протекает их окисление, переносчиком активированных жирных кислот через внутреннюю митохондриальную мембрану служит карнитин (γ-триметиламино-β-оксибути-рат):

 

 

 

 

 

β

 

α

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

цитоплазматическая

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

+ H3C

 

 

 

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

COOH

 

 

R

 

(СН2)n

 

CH2

 

CH2

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

N

 

СН2

 

СН

 

СН2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

S

КоА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

карнитин-ацилтранс-

 

 

 

 

ацил-КоА

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

ОН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

фераза

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

карнитин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

НS-КоА

+ H3C

 

N

+

СН2

 

СН

 

СН2

 

 

COOH

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

β

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

(СН2)n

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОН

 

 

 

CH2

 

CH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

ацил-карнитин (в цитоплазме)

После прохождения ацилкарнитина через мембрану митохондрий происходит обратная реакция – расщепления ацилкарнитина при участии НS-КоА и митохондриальной карнитин-ацилтрансферазы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

H3C

 

N

+

СН2

 

СН

 

СН2

 

 

COOH

+

 

НS-КоА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

α

 

β

 

 

 

 

 

 

 

CH3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОН

 

C

 

(СН2)n

 

 

R

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CH2

 

 

CH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ацил-карнитин (в митохондрии)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

β

α

 

O

+

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

R

 

 

(СН2)n

 

 

CH2

 

CH2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ацил-КоА в митохондрии

 

S

КоА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

митохондриальная

карнитин-ацилтранс- фераза

CH3

H3C N+ СН2 СН СН2 COOH CH3 ОН

карнитин

Ацил-КоА в митохондрии подвергается процессу β-окисления.

Этот путь окисления связан с присоединением атома кислорода к углеродному атому жирной кислоты, находящемуся в β-положении:

O

RCH2 CH2 CSKoA

При β-окислении происходит последовательное отщепление от карбоксильного конца углеродной цепи жирной кислоты двууглеродных фрагментов в форме ацетила-КоА и соответствующее укорачивание цепи жирной кислоты:

 

 

O

С С С С

С C

SKoA

 

 

В матриксе митохондрии ацил-КоА распадается в результате повторяющейся последовательности четырех реакций (рис.8).

1)окисление с участием ацил-КоА-дегидрогеназы (ФАД-зависимой дегидрогеназы);

2)гидратация, катализируемой еноил-КоА-гидратазой;

3)второго окисления под действием 3-гидроксиацетил-КоА-дегидрогеназы (НАД-зависимой дегидрогеназы);

4)тиолиза с участием ацетил-КоА-ацилтрансферазы.

Совокупность этих четырех последовательностей реакций составляет один оборот β-окисления жирной кислоты (см. рис. 8).

Образовавшийся ацетил-КоА подвергается окислению в цикле Кребса, а ацетил-КоА, укоротившийся на два углеродных атома, снова многократно проходит весь путь β-окисления вплоть до образования бутирил-КоА (4-углеродное соединение), на последнем этапе β-окисления распадается на две молекулы ацетилКоА.

При окислении жирной кислоты, содержащей n углеродных атомов, происходит n/2-1 цикл β-окисления (т.е. на один цикл меньше, чем n/2, так как при окислении бутирил-КоА сразу происходит образование двух молекул ацетилКоА) и всего получится n/2 молекул ацетил-КоА.

Например при окислении пальмитиновой кислоты (С16) повторяется 16/2- 1=7 циклов β-окисления и образуется 16/2=8 молекул ацетил-КоА.

 

 

 

 

 

 

 

 

32

 

 

 

 

 

 

β

α

О

R

 

(СН2)n

 

СН2

СН2

 

С

S

 

КоА

 

 

 

 

ацил-КоА

ФАД

Окисление

(1)

ФАДН2

НН О

R(СН2)n СС С S КоА

енолил-КоА (транс-форма)

Н2О

Гидратация (2)

 

 

ОН Н О

R (СН2)n С С СS КоА

НН

L-гидроксиацил-КоА НАД+

Второе окисление (3)

НАДН + Н+

ОО

R (СН2)n С СН2 СS КоА

Оксоацетил-КоА НS - КоА

 

 

Тиолиз (4)

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

СН3 С

S КоА

О

Ацетил-КоА

 

 

R

(СН2)n

 

 

С

КоА

О

 

 

 

 

S

 

 

 

 

 

СН3

С

S КоА

 

 

 

 

 

О

 

ЦТК

 

 

 

СН3

С

S КоА

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

β

α

СН3

С

S КоА

 

 

О

 

 

 

 

H3C СН2

СН2

С

 

 

 

 

бутирил-КоА S КоА

 

 

 

 

 

β −

окисление (последний этап)

О

 

 

О

 

 

 

СН3 С S КоА

 

 

СН3 С

S

КоА

ЦТК

Ацетил-КоА

Рисунок 8 – Схема β-окисления жирной кислоты

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]