Окисление липидов в тканевом липолизе

Продукты гидролиза липидов — жирные кислоты и глицерин — способны окисляться в тканях до СО₂ и Н₂О. Освобо­ждающаяся при этом химическая энергия частично аккумулируется в богатых энергией фосфатных связях АТФ, частично рассеивается в виде тепла. Так как химическая природа жирных кислот и глицерина различна, различны и пути их окисления.

Превращение глицерина

Окисление глицерина начинается с его фосфорилирования; при взаимодействии глицерина с АТФ образуется фосфоглицерин.

Затем он дегидрогенируется, образуя фосфоглицериновый альдегид:

Фосфоглицериновый альдегид является одним из промежуточных продуктов гликолиза (см. превращения углеводов). Поэтому дальнейшие превращения протекают по схеме гликолиза, т.е. до лактата и пирувата, который превращается в ацетилКоА. Последний вступает в цикл трикарбоновых кислот, где ацетильный остаток окисляется до СО₂ и Н₂О.

Превращение жирных кислот.

В основе современных представлений о механизме окисления жирных кислот лежит теория, предложенная Ф.Кноопом в 1904 г. Им было экспериментально доказано, что мо­лекулы жирной кислоты распадаются постепенно, укорачиваясь на 2 углеродных атома. Эта теория получила название теории -окисления, потому что окислению всегда подвергается второй от карбоксила углеродный атом (находящийся, следовательно, в -положении.

В настоящее время установлено, что окислению жирных кислот в тканях предшествует их активация — взаимодействие с коферментом А в присутствии АТФ. Следствием этого является образование ацильного производного жирной кислоты, обладающего макроэргической связью:

Активированная жирная кислота (ацил-КоА) дегидрогенируется, вследствие чего возникает двойная связь между атомами углерода. Реакция катализируется ферментами, представляющими собою флавопротеиды (ФлП), содержащие в качестве простетической группы ФАД.

Затем по месту образования двойной связи, под влиянием фермен­та эноил-гидратазы, происходит присоединение молекулы воды (гид­ратация):

Образующий -гидроксиацилКоА подвергается второму дегидрогенированию, осуществляемому ферментом р-оксиацилдегидрогеназой, причем акцептирование водорода осуществляется его коферментом — окисленным НАД:

Продукт этой реакции — кетоацилКоА расщепляется с одновремен­ным присоединением новой молекулы КоА к укороченной на 2 атома углерода жирной кислоте:

В результате этой реакции образуются ацетилКоА и новый жирный ацилКоА, содержащий на два угле­родных атома меньше, чем исходная жирная кислота. Он, в свою очередь, может подвергаться описан­ным выше превращениям, так что в конечном итоге вся углеродная цепь жирной кислоты распадается на двууглеродные фрагменты ацетилКоА.

Образовавшийся при окислении жирных кислот ацетилКоА включается в цикл трикарбоновых кислот, где остаток уксусной кис­лоты окисляется до С0₂ и Н₂0, а КоА, освобождаясь, может вступать в конденсацию с новой молекулой жирной кислоты. При оксилении 1 молекулы ацетилКоА образуется 12 молекул АТФ. Кроме того, восстановленные ФАД и НАД, акцептирующие водород при дегидрогенированиях жирных кислот, окисляются в дыхательной цепи. При этом соответственно образуются 2 и 3 молекулы АТФ. В сумме пол­ное окисление 1 двухуглеродного фрагмента любой жирной кислоты дает 17 молекул АТФ. Следовательно, при полном окислении 1 мо­лекулы высокомолекулярной жирной кислоты, например пальмити­новой, образуется (8x17) 136 молекул АТФ. Из них 1 молекула рас­ходуется на активацию жирной кислоты в самом начале процесса окисления.