Лекция № 3. 3 страница

Т.о. окислительный процесс в без кислородных условиях завершается образованием ЛАКТАТА. В процессе превращения глюкозы было израсходовано 2 молекулы АТФ (ГЕКСОКИНАЗНАЯ и ФОСФОФРУКТОКИНАЗНАЯ реакции). С этапа образования ТРИОЗ идёт одновременное их окисление. В результате этих реакций образуется энергия в виде АТФ за счёт реакций СУБСТРАТНОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ (ГЛИЦЕРАТКИНАЗНАЯ и ПИРУВАТКИНАЗНАЯ).

На этапе ГЛИКОЛИТИЧЕСКОЙ ОКСИДОРЕДУКЦИИ идёт окисление ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТА в присутствии НЗРО4 и НАД- зависимой ДГ. которая на этом этапе восстанавливается до НАДН2. МИТОХОНДРИИ в АНАЭРОБНЫХ условиях блокированы, поэтому НАДН2 находится в среде до тех пор, пока не образуется субстрат, способный принять его. ПВК, принимая НАДН2, восстанавливается с образованием ЛАКТАТА, завершая тем самым внутренний-окислительно-восстановительный этап ГЛИКОЛИЗА. НАД окисленный выделяется и может участвовать в окислительном процессе, выполняя роль переносчиков водорода.

3 реакции ГЛИКОЛИЗА являются необратимыми:

1.ГЕКСОКИНАЗНАЯ.

2.ФОСФОФРУКТОКИНАЗНАЯ.

3.ПИРУВАТКИНАЗНАЯ.

Энергетический эффект глюкозы и глюкозного остатка гликогена:

АТФ = (2*2)-2 = 2 глюкоза

АТФ = (2*2)-1 =3 гликоген

Биологическая роль АНАЭРОБНОГО ГЛИКОЛИЗА энергетическая. АНАЭРОБНЫЙ ГЛИКОЛИЗ является единственным процессом продуцирующим энергию в форме АТФ в клетке в бес кислородных условиях в кризисных ситуациях. А в эритроцитах ГЛИКОЛИЗ является единственным процессом поддерживающим биоэнергетику, для сохранения их функции и целостности.

ГЕКСОЗОДИФОСФАТНЫЙ ПУТЬ - это аэробное превращение глюкозы в тканях. При поступлении кислорода в клетки происходит подавление анаэробного ГЛИКОЛИЗА. При этом понижается потребление глюкозы, блокируется образование ЛАКТАТА. Эффект торможения анаэробного гликолиза дыханием получил название эффекта ПАСТСРА. Процесс окисления начинается в цитоплазме до стадии образования ПИРУВАТА. Затем ПВК поступает в МИТОХОНДРИИ, где в матрице подвергается ОКИСЛИТЕЛЬНОМУ ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЮ. Образующийся АЦЕТИЛ-КОА поступает для дальнейшего окисления в основной метаболический ЦТК КРЕБСА. С участием ферментов ЦТК и сопряженных с ним ферментов дыхательной цепи происходит образование конечных продуктов (СО2 иН2О) и выделяется 38 АТФ, а при окислении глюкозного остатка гликогена - 39 АТФ. Н2О образуется на этапе превращения:

1. ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТ

2. 2-ФОСФОГЛИЦЕРИНОВАЯ К-ТА

3. ПИРУВАТА

4. Альфа- КЕТОГЛУТАРОВАЯ К-ТА

5. СУКЦИНАТ

4.ИЗОЦИТРАТ

7. МАЛАТ

СО2 образуется на этапе превращения:

1. ПИРУВAT

2. ОКСАЛОСУКЦИНАТ

3. Альфа - КЕТОГЛУТАРОВАЯ К-ТА. АТФ образуется:

А. За счёт реакций субстратного ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ на этапе превращения:

1. 1, 3-ДИФОСФОГЛИЦЕРИНОВАЯ К-ТА

2. 2-ФОСФОЕНОЛПИРУВАТ

3. СУКЦИНИЛ-КОА

В. За счёт реакций ОКИСЛИТЕЛЬНОГО ФОСФОРИЛИРОВАНИЯ на этапе превращения:

1. ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТ

2. ПИРУВАТ

3. ИЗОЦИТРАТ

4. альфа -КГК

5. СУКЦИНАТ

6. МАЛАТ.

Энергетический эффект окисления глюкозы и глюкозного остатка гликогена в аэробных условиях:

АТФ = 2*(3+1 +1 +3+12) - 2 = 38 глюкоза

АТФ = 2*(3+1+ 1 +3+12) - 1 =39 гликоген

Лекция № 12.

Обмен углеводов (продолжение).

1.ГЕКСОЗОМОНОФОСФАТНЫЙ ПУТЬ ПРЕВРАЩЕНИЯ УГЛЕВОДОВ В ТКАНЯХ. ХИМИЗМ РЕАКЦИЙ, БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ.

2.ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ ГЛЮКОЗЫ ДЛЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА, ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ И ЕГО БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ.

3.ПАТОЛОГИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА.

ГЕКСОЗОМОНОФОСФАТНЫЙ ПУТЬ (ПЕНТОЗНЫЙ, АПОТОМИЧЕСКИЙ) протекает в цитоплазме клетки и представлен 2 ветвями: окислительной и неокислительной. Особенно активно этот путь протекает в тех органах и тканях, в которых активно синтезируются жиры (печень, почки, жировая и эмбриональная ткань, молочные железы). Биологическая роль этого пути окисления глюкозы связывается прежде всего с производством двух веществ:

1.НАДФ*Н2, который в отличии от НАДН2 не используется вдыхательной цепи МИТОХОНДРИЙ, а поступает клетке для реакций синтеза и восстановления веществ.

2.РИБОЗО-5-ФОСФАТА и др. ПЕНТОЗ, которые используются в клетке для синтеза важнейших биологических молекул: ДНК, РНК, НТФ (АТФ, ГТФ, ЦТФ, ТТФ), Н5КОА, НАД, ФАД).

Следовательно, основная биологическая роль - АНАБОЛИЧЕСКАЯ. Неокислительная стадия ПЕНТОЗНОГО ПУТИ окисления глюкозы даёт субстраты, которые в анаэробных условиях поддерживают ГЛИКОЛИЗ (ФРУКТОЗО-6-ФОСФАТ, ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТ). Т.о. поддерживается биоэнергетика клетки в ГИПОКСИЧЕСКИХ ситуациях. Окислительная стадия представляет 5 реакций и предусматривает образование ПЕНТОЗ. ГЕКСОЗОМОНОФОСФАТНЫЙ путь отличается от ГЕКСОЗОДИФОСФАТНОГО пути с этапа превращения глюкозо-6-фосфата.

При определенных условиях на этом заканчивается окислительная стадия. Между ПЕНТОЗАМИ устанавливается подвижное равновесие.

Неокислительная стадия ГЕКСОЗОМОНОФОСФАТНОГО пути представлена двумя ТРАНСКЕТЛАЗНЫМИ реакциями и одной ТРАНСАЛЬДОЛАЗНОЙ. Особенно активно эти реакции протекают в анаэробных условиях. В результате этих реакций образуются субстраты для ГЛИКОЛИЗА, а также вещества характерные для ПЕНТОЗНОГО пути.

1. ТРАНСКЕТОЛАЗНЫЕ реакции:

2. ТРАНСАЛЬДОЛАЗНАЯ реакция:

А) СЕДОГЕПТУЛОЗО-7-Ф + ГЛИЦЕРАЛЬД-3-Ф = ФРУКТОЗО-6-Ф + ЭРИТРОЗО-4-Ф.

Было установлено, что за счёт ГЕКСОЗОМОНОФОСФАТНОГО пути клетки на 100% обеспечиваются ПЕНТОЗАМИ, на 50% - молекулами НАДФ*Н2. Баланс окислительной и неокислительной стадий ПЕНТОЗНОГО пути превращения ПЕНТОЗЫ можно записать в виде суммарного уравнение:

Основные источники глюкозы для организма человека:

1. УВ пищи,

2. гликоген тканей

3. ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ.

ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ - это биосинтез глюкозы из не углеводных предшественников, главными из которых являются ПИРУВАТ, ЛАКТАТ, ГЛИЦЕРИН, ряд АК (АСП, ФЕН, АЛА, ТИР, ТРИ, ВАЛ, ЛЕЙ, ИЛЕ, МЕТ, ПРО, ГИС, АРГ), тем или иным путем превращающиеся в метаболит ЦТК - ФУМАРАТ, который в дальнейшем превращается в ЩУК. Другие АК превращаются в ПИРУВАТ –субстрат ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА, ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ возможен не во всех тканях. Главным местом синтеза глюкозы является печень, в меньшей степени процесс идёт в почках и слизистой кишечника. ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗ обеспечивает синтез глюкозы, а также возврат ЛАКТАТА, образованного в реакциях анаэробного ГЛИКОЛИЗА, в клеточный фонд углеводов. За счет этого процесса поддерживается уровень глюкозы при углеводном голодании, сахарном диабете. Большинство реакций ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА представляют собой обратные реакции ГЛИКОЛИЗУ, за исключением трёх (ГЕКСОКИНАЗНОЙ, ФОСФОФРУКТОКИНАЗНОЙ, ПИРУВАТКИНАЗНОЙ), которые при ГЛКЖОНЕОГЕНЕЗЕ имеют обходные пути. Первая обходная реакция ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА связана с образованием 2-ФОСФОЕНОЛ ПВК и протекает в две стадии:

Вторая обходная реакция связана с образованием фруктозо-6-фосфата.

Образовавшаяся глюкоза может вновь использоваться клетками как пластический и энергетический материал, откладываться про запас в виде гликогена. В организме взрослого человека за сутки может быть образованно 80 гр. глюкозы.

ПАТОЛОГИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА.

Глюкоза является основным углеводом пищи, который используется всеми тканями для метаболизма. Концентрация глюкозы в крови для взрослого человека с массой 70 кг. составляет 3, 3-5, 5 ммоль/л.

Концентрация глюкозы в крови поддерживается за счёт УВ пищи, гликогена тканей и ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА и зависит от содержания УВ в пище, частоты приёма пищи и интенсивности затрат энергии. Нарушение углеводного обмена может быть на различных этапах. Объективными показателями этих нарушений является нарушение доступных биологических сред на содержание глюкозы. ГИПО-, ГИПЕРГЛЮКОЗЭМИЯ, ГЛЮКОЗУРИЯ является показателями углеводного иомена. ГЛЮКОЗУРИЯ возможна в том случае, если превышается величина почечного порога больше 10 ммоль/л.

Наиболее часто нарушения углеводного обмена возможны на следующих этапах:

1.на этапе поступления углеводов с пищей. Причины, которые могут вести к АЛИМЕНТАРНОМУ ОЖИРЕНИЮ, связаны прежде всего с употреблением пищи богатой углеводами и малоподвижным образом жизни, когда интенсивность окисления понижается. Большая нагрузка углеводов ведёт к переполнению резервом гликогена клеток печени, мышц, развитию ГИПЕРГЛЮКОЗЕМИИ, ГЛЮКОЗУРИИ, усиленному биосинтезу жира, развитию ожирения.

2.При поражении слизистых оболочек ЖКТ. При поражении слизистой желудка нарушается выработка соляной кислоты. Она обладает антибактериальным действием. Поступающие с пищей углеводы при недостатке соляной кислоты под действием ферментов микрофлоры сбраживаются с образованием ЛАКТАТА, что создаёт благоприятные условия для развития анаэробной микрофлоры и расстройства пищеварения в целом. При поражении слизистой оболочки тонкого отдела кишечника нарушается всасывание и гидролиз ДИСАХАРИДОВ пищи: переваривание МАЛЬТОЗ, ЛАКТОЗ, САХАРОЗ, а также транспорт глюкозы, галактозы, фруктозы через БИОМЕМБРАНУ ЭНТЕРОЦИТОВ в капиллярную сеть. При поражении ПЖЖ нарушается переваривание гликогена, крахмала пищи под влиянием ферментов.

Наиболее грозным заболеванием, ведущим к нарушению углеводного обмена, является сахарный диабет. В ПЖЖ в В -клетках синтезируется белок - инсулин, который обеспечивает транспорт глюкозы из крови в ткани. В случае недостаточной выработки инсулина развивается ГИПЕРГЛЮКОЗЕМИЯ, ГЛЮКОЗУРИЯ, КЕТОНУРИЯ. В клетках развивается энергетический голод, который компенсируется за счёт процессов ГЛЮКОНЕОГЕНЕЗА и усиления процессов окисления белков и жиров, что сопровождается избыточной продукцией АЦЕТИЛ-КОА, NH3. NH3 токсичный продукт, для связывания которого откликаются основные КЕТОКИСЛОТЫ цикла КРЕБСА, а это в свою очередь понижает интенсивность окислительных процессов и создаёт предпосылки для конденсации АЦЕТИЛ-КОА и образования кетоновых тел (АЦЕТОУКСУСНАЯ К-ТА, АЦЕТОН, бета -ГИДРОКСИМАСЛЯНАЯ К-ТА).

При поражении печени нарушается процесс биосинтеза и распада гликогена. Наследственные заболевания наблюдаются при генетических дефектах ферментов, участвующих в метаболизме углеводов. Наиболее часто встречаются ГЛИКОГЕНОЗЫ (ГИРКЕ, ПОМПЕ) и АГЛИКОГЕНОЗЫ (ЛЬЮИСА, АНДЕРСЕНА), которые связаны с недостаточной активностью или полным отсутствием ферментов, участвующих в распаде или синтезе гликогена. У детей встречается АЛАКТОЗИЯ - непереносимость лактозы в виду генетического дефекта ЛАКТАЗЫ ЭНТЕРОЦИТОВ. Наблюдается вздутие живота, обезвоживание, резкое похудание. Лечение заключается в замене лактозы на другие сахара.

Лекция.№ 13. Обмен ЛИПИДОВ.

1.ЛИПИДЫ, ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ.

2.ПРЕВРАЩЕНИЕ ЛИПИДОВ В ОРГАНАХ ПИЩЕВАРЕНИЯ.

З.ЖЕЛЧНЫЕ КИСЛОТЫ, ИХ БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ. РЕСИНТЕЗ ЖИРА В СТЕНКАХ

КИШЕЧНИКА.

ЛИПИДАМИ называются сложные органические вещества биологической природы нерастворимые в воде, но растворимые в органических растворителях. ЛИПИДЫ являются основным продуктом питания. Они поступают в организм с продуктами растительного и животного происхождения. Суточная потребность в ЛИПИДАХ для взрослого человека составляет 80-100 гр.

Воска - это сложные эфиры одно- или двухатомных спиртов с количеством углеводных звеньев в цепи 16-35 и ВЖК. Они входят в состав ЛИПИДОВ, покрывающих листья и плоды растений, шерсть животных, перья птиц. К природным воскам относятся пчелиный воск, спермацет, ланолин. В организме человека ЛИПИДЫ представлены:

1.структурными липидами.

2.резервными липидами.

3.свободными липидами. — хиломикроны,

- липопротеины низкой плотности (лпнп),

- липопротеины очень низкой плотности (лпонп),

- липопротеины высокой плотности (лпвп).

ЛИПИДЫ - трудно растворимые в воде вещества, поэтому для транспорта их кровью нужны —специальные-транспортные частицы. Ими являются ЛИПОПРОТЕИНЫ крови, где роль стабилизатора выполняют белки. ЛИПОПРОТЕИНЫ осуществляют транспорт ЛИПИДОВ от органов и тканей, где они синтезируются к местам их потребления. С их помощью осуществляется транспорт ВЖК и жирорастворимых витаминов A, D, Е, К..

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЛИПИДОВ.

1.Структурная. ЛИПИДЫ являются обязательным структурным компонентом биологических мембран клеток.

2.Резервная. ЛИПИДЫ могут откладываться в запас.

3.Энергетическая. Было установлено, что при окислении 1 гр. ЛИПИДОВ до конечных продуктов выделяется 9, 3 ккал энергии.

4.Механическая. ЛИПИДЫ подкожной жировой клетчатки, соединительной ткани предохраняют внутренние органы от механических повреждений.

5.Теплоизолирующая. Защищают организм от переохлаждения и перегревания.

6.Транспортная. ЛИПИДЫ мембран клеток участвуют в транспорте катионов.

7.Регуляторная. Некоторые гормоны являются СТЕРОИДАМИ (АНДРОГЕНЫ, ЭСТРОГЕНЫ, ГЛЮКО- и МИНЕРАЛОКОРТИКОИДЫ), «Местные» гормоны - ПРОСТАГЛАНДИНЫ, ПРОСТАЦИКЛИНЫ, тромбоксаны, лейкотриены образуются в организме из ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫХ ВЖК, входящих в состав ЛИПИДОВ.

8.Участвуют в передаче нервного импульса.

9.Являются источником эндогенной воды. При окислении 100 гр. ЛИПИДОВ выделяется 107гр эндогенной воды.

10.Растворяющая роль. В ЛИПИДАХ растворяются витамины A, D, E, К.

11.Питательная. С пищей в организм поступают незаменимые ВЖК, которые имеют 2 и более связи (ЛИНОЛЕВАЯ, ЛИНОЛЕНОВАЯ, АРАХИДОНОВАЯ).

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ПОЛИНЕНАСЫЩЕННЫХ ВЖК:

1. Они являются обязательным структурным компонентом мембран клеток.

2. Являются источником гормон подобных веществ.

3. Стимулируют синтез желчных кислот в печени.

4. Предупреждают развитие атеросклероза, ограничивая всасывание холестерина пищи в кишечнике, тормозя образование АТЕРОГЕННОЙ фракции ЛИПОПРОТЕИНОВ.

5. Понижают свёртываемость крови и уменьшают возможность тромб образования.

6. Повышают защитные силы организма.

ПЕРЕВАРИВАНИЕ ЛИПИДОВ.

Поступающие с пищей ЛИПИДЫ в ротовой полости подвергаются только механической переработке. ЛИПОЛИТИЧЕСКИЕ ферменты - ЭСТЕРАЗЫ - в ротовой полости не образуются. Переваривание жиров у взрослого человека будет происходить в кишечнике, где для этого имеются все условия:

1. Наличие желчных кислот.

2. Наличие ферментов.

3. Оптимальная рН среды.

У детей до 1 года в кишечнике выделяется ЛИПАЗА, рН оптимум которой = 5-5, 5. Под влиянием этого фермента расщепляются только жиры молока. У взрослого человека она не активна, т.к. рН желудочного содержимого =1, 5 - 2, 5. Следовательно, переваривание жиров в желудке не происходит (в норме).

Переваривание ЛИПИДОВ пищи в кишечнике происходит при наличии желчных кислот, образованных печенью, и ЛИПОЛИТИЧЕСКИХ ферментов ПЖЖ. При поступлении пищи из желудка в двенадцатиперстную кишку в слизистой оболочке тонкой кишки начинают выделяться регуляторы: СЕКРЕТИН, ХОЛЕЦИСТОКИНИН, ХИМОДЕНИН, ИНТЕРОКЛИИН. Они обеспечивают:

-образование желчи в печени,

-сокращение желчного пузыря,

-выделение панкреатического сока,

-секрецию желез тонкого отдела кишечника. Всё это в целом обеспечивает быстрое переваривание пищи.

Особую роль в переваривании играют желчные кислоты. Все они образуются в печени и являются конечным продуктом окисления холестерина в организме. В основе их строения лежит структура ЦИКЛОПЕНТАНПЕРГИДРОФЕНАНТРЕН.

По своей химической природе все желчные кислоты являются производными ХОЛЕВОЙ К-ТЫ, у которой в 3, 7, 12 положениях имеются ОКСИГРУППЫ. Если у ХОЛЕВОЙ кислоты присутствует две группы в 3 и 7 положениях, то её называют ХЕНОДЕЗОКСИХОЛЕВОЙ. Если присутствует две группы в 3 и 12 положении, то она называется ДЕЗОКСИХОЛЕВОЙ. Если одна группа в 3 положении, кислота называется ЛИТОХОЛЕВАЯ.

БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЖЕЛЧНЫХ КИСЛОТ:

1. Эмульгируют пищевые жиры.

2. Активируют ЛИПОЛИТИЧЕСКИЕ ферменты.

3. Выполняют роль переносчиков трудно растворимых в воде продуктов гидролиза жира и жирорастворимых витаминов A, D, Е, К.

При ЭМУЛЬГИРОВАНИИ жир дробится на мелкие частички. Желчные кислоты адсорбируются на поверхности жира, значительно уменьшает поверхностное натяжение, при этом жир дробится на частички, которые вновь обволакиваются желчными кислотами, препятствуя их слиянию. В результате происходит стабилизация жира и значительно увеличивается поверхность контактов с ЛИПОЛИТИЧЕСКИМИ ферментами. Стабилизированная эмульсия жира далее подвергается гидролизу под влиянием панкреатических ферментов (ЛИПАЗ, ФОСФОЛИПАЗ, ХОЛЕСТЕРОЛЭСТЕРАЗ).

В переваривании жира принимает участие и КОЛИПАЗЫ кишечника. Помогают гидролизу жира ионы кальция, которые образуют комплексы со свободными ВЖК.

Т.о. в результате гидролиза пищевого жира образуются глицерины, холестерины, ВЖК, фосфаты, азотистые основания. Необходимо отметить, что в расщеплении жиров принимают участие и кишечные ЛИПАЗЫ, но их активность невысока, к тому же они расщепляют только МОНОГЛИЦЕРИДЫ и не действуют на ДИ- и ТРИГЛИЦЕРИДЫ. Установлено, что всасывание продуктов гидролиза жира имеет свою особенность. Легко всасываются слизистой кишечника спирты, фосфаты, АК, коротко цепочные ВЖК, азотистые основания. Трудно растворимые в воде продукты гидролиза (холестерин, ВЖК, МОНОГЛИЦЕРИДЫ), жирорастворимые витамины всасываются только в комплексе с желчными кислотами. Эти комплексы называются ХОЛЕИНОВЫМИ. В таком виде трудно растворимые в воде соединения проходят через мембраны ЭНТЕРОЦИТОВ. В этих клетках ворсинок кишечника происходит их распад. При этом желчные кислоты сразу же поступают в ток крови и через систему воротной вены доставляются в печень. Оттуда они в составе желчи вновь попадают в кишечник и могут участвовать в новом акте переваривания жира, либо удаляются из организма в составе каловых масс – КОПРОСТЕРИН. Установлено, что обязательный фонд желчных кислот у взрослого человека составляет 2, 8 -3, 5гр., при этом они совершают 5-6 оборотов в сутки за счёт печёночно-кишечной циркуляции. После того как продукты гидролиза жира поступили в ЭНТЕРОЦИТЫ, в стенке кишечника начинают синтезироваться жиры, специфические для данного организма, которые по своему строению отличаются от пищевого жира. Механизм синтеза жира в стенке кишечника сводится к следующему: Сначала происходит активация глицерина и ВЖК затем последовательно будет происходить АЦИЛИРОВАНИЕ альфа -ГЛИЦЕРОФОСФАТА с образованием МОНО- и ДИГЛИЦЕРИДОВ. Активная форма ДИГЛИЦЕРИДА - ФОСФАТИДНАЯ К-ТА занимает центральное место в синтезе жира к стенке кишечника. Из неё после активации в присутствии ЦТФ образуется ЦДФ -ДИАЦИЛГЛИЦЕРИД, который даёт начало сложным жирам.

При укусе змей повышается активность ФОСФОРИЛАЗЫ А2. При этом в положении С2 у ФОСФАТИДИЛХОЛИНОВ и ФОСФАТИДИЛЭТАНОЛАМИНОВ отщепляется ПОЛИНЕНАСЫЩЕНЫЕ ВЖК и образуются токсические соединения -ЛИЗОФОСФОЛИПИДЫ, обладающие ГЕМОЛИТИЧЕСКИМ действием.

Лекция № 14. Обмен ЛИПИДОВ (продолжение).

1.ТРАНСПОРТНЫЕ ЛИПОПРОТЕИНЫ КРОВИ. СОСТАВ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ. 2.ПРОСТАГЛАНДИНЫ, ПРОСТАЦИКЛИНЫ, ТРОМБОКСАНЫ, ЛЕЙКОТРИЕНЫ. МЕХАНИЗМ ИХ ОБРАЗОВАНИЯ И БИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ.

3.ОКИСЛЕНИЕ ГЛИЦЕРИНА И ВЖК В ТКАНЯХ.

ЛИПИДЫ являются нерастворимыми в воде соединениями, поэтому для их переноса кровью необходимы специальные переносчики, которые растворимы в воде. Такими транспортными формами являются ЛИПОПРОТЕИНЫ. Они относятся к свободным ЛИПИДАМ. Синтезированный жир в стенке кишечника, либо жир синтезированный в других тканях органах может быть транспортирован кровью лишь после включения в состав ЛИПОПРОТЕИНОВ, где роль стабилизатора играют белки.

По своему строению мицеллы ЛИПОПРОТЕИНЫ имеют наружный слой и ядро. Наружный слой формируется из БЕЛКОВ, ФОСФОЛИПИДОВ и ХОЛЕСТЕРИНА, которые имеют гидрофильные полярные группы и проявляют сродство к воде. Ядро состоит из ТРИГЛИЦЕРИДОВ, ЭФИРОВ ХОЛЕСТЕРИНА, ВЖК, витаминов A, D, Е, К. Т.о. нерастворимые жиры легко транспортируются по всему организму после синтеза в стенке кишечника, а также синтеза в других тканях между клетками, которые их синтезируют и используют.

Выделяют 4 класса ЛИПОПРОТЕИНОВ крови, которые отличаются друг от друга по своему химическому состоянию, размерам мицелл и транспортируемым жирам. Поскольку они имеют различную скорость оседания в растворе поваренной соли, их разделяют на:

1. ХИЛОМИКРОНЫ. Образуются в стенке кишечника и имеют самый крупный размер частиц.

2. ЛПОНП. Синтезируются в стенке кишечника и печени.

3. ЛПНП. Образуются в эндотелии капилляров из ЛПОНП.

4. ЛПВП. Образуются в стенке кишечника и печени.

Т.о. транспортные ЛП крови синтезируются двумя видами клеток - ЭНТЕРОЦИТАМИ и

ГЕПАТОЦИТАМИ. Было установлено, что ЛП крови при электрофорезе белков движутся в зоне

альфа и бета -ГЛОБУЛИНОВ, поэтому их по электрофоретической подвижности ещё

обозначают как:

Пре бета- ЛП - ЛПОНП,

Бета-ЛП-ЛПНП,

Альфа-ЛП-ЛПВП.

ХИЛОМИКРОНЫ как самые крупные частицы при электрофорезе остаются на старте.

Максимальная их концентрация достигается к 4 - 6 часам после приёма пищи. Расщепляются они

под действием фермента - ЛИПОПРОТЕИДЛИПАЗЫ, которая образуется в печени, легких,

эндотелии сосудов, жировой ткани.

Принято считать, что ХИЛОМИКРОНЫ отсутствуют в крови натощак и появляются только

после приёма пищи. В основном они транспортируют ТРИГЛИЦЕРИДЫ (83 - 85 %).

ЛПОНП и ЛПНП в основном транспортируют холестерин и его эфиры в клетки органов и

тканей. Эти фракции относятся к АТЕРОГЕННЫМ. ЛПВП в основном осуществляют транспорт ФОСФОЛИПИДОВ и ХОЛЕСТЕРИНА. Холестерин транспортируется в печень для последующего окисления с образованием желчных кислот и выделяется из организма в виде КОПРОСТЕРИНОВ. Эту фракцию называются АНТИАТЕРОГЕННОЙ.

Распадаются ЛИПОПРОТЕИНЫ крови:

ХИЛОМИКРОНЫ - под действием ЛИПОПРОТЕИДЛИПАЗЫ печени, жировой ткани, эндотелия капилляров. Продукты гидролиза вовлекаются в клеточный метаболизм. ЛПНП и ЛПВП путём эндоцитоза поглощаются клетками печени, почек, надпочечников, жировой ткани и кишечника, разрушаются в ЛИЗОСОМАХ и МИКРОСОМАХ.

ПРОСТАГЛАНДИНЫ, ПРОСТАЦИКЛИНЫ, ТР0МБОКСАНЫ, относящиеся к ПРОСТАНОИДАМ, а также ЛЕЙКОТРИЕНЫ являются гормон подобными веществами, которые в организме человека образуются из ЭССЕНЦИАЛЬНЫХ ВЖК. Главным их предшественником являются АРАХИДОНОВАЯ кислота (С19Н31СООН). Она не может существовать в клетке в свободном виде. Она очень активная и как только, выделяется в результате гидролиза, сразу же включается в клеточный метаболизм - образование гормон подобных веществ.

В настоящее время установлено, что они могут образовываться практически во всех клетках организма, за исключением эритроцитов. Образуются они в микро-количествах и по мере необходимости. Свой биологический эффект они оказывают в клетках тех органов и тканей, в которых образуются. Они выполняют роль местных гормонов, которые координируют функцию соседних клеток или удалённых на незначительные расстояния друг от друга органов. Все эти

вещества коротко живущие, т.е. они имеют период полураспада от нескольких секунд

(ТРОМБОКСАНЫ) до 20 минут (ПРОСТАГЛАНДИНЫ). Выполнив свою роль, они инактивируются и выводятся из организма с мочой. Биосинтез этих соединений начинается с того момента, когда из ФОСФОЛИПИДА под действием ФОСФОЛИПАЗЫ А2 высвобождается АРАХИДОНОВАЯ кислота. Центральные реакции метаболизма кислоты катализирует фермент: ЦИКЛООКСИГЕНАЗА. а в лейкоцитах ЛИПООКСИГЕНАЗА. В результате реакции синтеза в структуру АРАИДОНОВОЙ кислоты включается молекула кислорода. В случае образования ПРОСТАНОИДОВ происходит циклизация. ПРОСТАГЛАНДИНЫ и ПРОСТАЦИКЛИНЫ представляют собой пяти-членные циклы, ТРОМБОКСАНЫ - шести членные циклы, ЛЕЙКОТРИЕНЫ - ненасыщенные производные, ациклические соединения АРАХИДОНОВОЙ К-ТЫ.

Биологическая роль:

1.ПРОСТАГЛАНДИНЫ:

A) В эндокринных железах стимулируют образование гормонов (щитовидная железа, ПЖЖ, надпочечники).

Б) В жировой ткани тормозят ЛИПОЛИЗ.

B) Регулируют сокращение гладких мышц кишечника, бронхов, матки.

Г) Оказывают влияние на сокращение миокарда.

Д) Регулируют кровоток в почках, контролируют выведение электролитов и воды с мочой.

Е) Регулируют тромб-образование и проницаемость капилляров.

Ж) В ЦНС раздражают центры терморегуляции, вызывая повышение температуры тела -

лихорадку.

3) Повышая чувствительность нервных окончаний к ГИСТАМИНУ, они вызывают боль.

2.ПРОСТАЦИКЛИНЫ образуются в сердце и сосудах. Препятствуют образованию тромбов,

способствуют расширению сосудов, понижению артериального давления.

3.ТРОМБОКСАНЫ образуются из тучных клеток и тромбоцитов. Они запускают механизм

тромбобразования, способствуя слипанию тромбоцитов.

4.ЛЕЙКОТРИЕНЫ. Их биологическая роль связывается с воспалительными реакциями,

аллергическими реакциями и иммунитетом. Они способствуют прилипанию лейкоцитов к стенке

сосудов в местах воспаления. Они способствуют сокращению гладкой мускулатуры дыхательных

путей, ЖКТ. Регулируя тонус сосудов, они вызывают их сужение, повышение АД, стимулируют сокращение

коронарных сосудов.

Основную массу ЛИПИДОВ организма человека составляют нейтральные жиры, которые в клетках находятся в виде включений. Период обновления ТРИГЛИЦЕРИДОВ в разных тканях составляет от 2 до 18 суток. В клетках постоянно идут процессы распада и синтеза жиров. Распад жиров в клетках происходит в лизосомах, меньше в микросомах и цитоплазме при участии тканевых ЭСТЕРАЗ. В результате гидролиза жира образуются общие метаболиты: глицерины и ВЖК, окисление которых сопровождается образованием конечных продуктов -воды и углекислого газа -и выделением энергии в форме АТФ. Окисление глицеринов в тканях тесно связано с ГЛИКОЛИЗОМ, в который вовлекаются метаболиты обмена глицерина по следующей схеме:

Т.о. при окислении глицерина образовались конечные продукты:

Н₂О на этапе превращения:

1. альфа -ГЛИЦЕРОФОСФАТА

2. ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТА

3. 2-ФОСФОГЛИЦЕРИНОВОЙ К-ТЫ

4. ПВК

5. ИЗОЦИТРАТА

6. Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА

7. СУКЦИНАТА

8. МАЛАТА

СО2 на этапе превращения:

1. ПВК

2. ОКСАЛОСУКЦИНАТА

3. Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА АТФ на этапе превращения:

1. альфа -ГЛИЦЕРОФОСФАТА

2. ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТА

3. 1, 3-ДИФОСФОГЛИЦЕРИНОВОЙ К-ТЫ (СУБСТРАТНОЕФОСФОРИЛИРОВАНИЕ)

4. 2-ФОСФОЕНОЛПИРУВАТА (СУБСТРАТНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ)

6. ИЗОЦИТРАТА

7. Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА

8. СУКЦИНИЛ-КОА (СУБСТРАТНОЕ ФОСФОРИЛИРОВАНИЕ)

9. СУКЦИНАТА

10. МАЛАТА

АТФ = (3+3+1 + 1+3+12) -1 =22

Окисление ВЖК в тканях изучалось Ф. КНООПОМ (1904г.), который назвал окисление ВЖК бета- окислением. Он показал, что процесс этот циклический, что все ВЖК, имеющие чётное количество углеродных звеньев в цепи обязательно проходят окисление, когда цепь периодически укорачивается на 2 углеродных звена. Последняя стадия окисления - стадия превращения масляной кислоты имеет свои особенности, когда в результате 1 цикла окисления образуется 2 молекулы АЦЕТИЛ-КОА. Одна проходит окисление с выделением 5 АТФ, а другая нет.

В 1949г. А. ЛЕНИНДЖЕР установил, что бета-окисление ВЖК происходит в МИТОХОНДРИЯХ. Д. ЛИНЕН (1954г.) детально описал все стадии бета-окисления.

В настоящее время бета-окисление называют ЦИКЛОМ КНООПА - ЛИНЕНА. Установлено, что процесс бета -окисления начинается в цитоплазме клеток с активации ВЖК. Мембрана МИТОХОНДРИЙ для ВЖК не проницаема. Транспорт ВЖК внутрь возможно только при участии азотистого основания - КАРНИТИНА. АЦИТИЛ-КОА в цитоплазме соединяется с КАРНИТИНОМ при участии фермента АЦЕТИЛ-КОА-КАРНИТИНТРАНСФЕРАЗЫ. Образуется комплекс, который легко проникает через мембрану. В межмембранном пространстве уже при участии МИТОХОНДРИАЛЬНОЙ ТРАНСФЕРАЗЫ комплекс распадается. КАРНИТИН возвращается в цитоплазму, а ВЖК в матрице подвергается окислению.