Метаболізм нейтральних ліпідів. Біосинтез триацилгліцеролів в печінці та кишечнику.

Триацилгліцероли (нейтральні жири) — ліпіди, що складають основну частину харчових ліпідів та в найбільшій кількості представлені в адипоцитах жирової тканини, де вони виконують функцію резерву метаболічного палива. Кількість нейтральних жирів в організмі дорослої людини масою 70 кг дорівнює в середньому 10-15 кг.

Метаболізм ліпідів складається із ферментативних процесів катаболітичних перетворень різних ліпідів у тканин та клітинах організмів, а також анаболічних реакцій, в яких синтезуються de novo молекули різноманітних ліпідів та їх похідних, що беруть участь у побудові та життєдіяльності клітин, тканин, органів і організмів в цілому.

Розщеплення ліпідів їжі здійснюється шляхом гідролізу за участі ліполітичних ферментів шлунково-кишкового тракту: ліпази тріацилгліцеролів, фосфоліпаз, естераз холестеридів Ліпіди і синтезовані апопротеїни, зокрема, апопротеїн В, шляхом ліпід — ліпідних, ліпід-білкових взаємодій утворюють ліпід-білкові комплекси- хіломікрони (ХМ). Невеликі, сферичні за формою утворення діаметром ~1 мкм, складені молекулами тріацигліцеролів (85 %), холестеролу і його етерів (до 6 %), а також фосфоліпідами (~7 %) і білками (2 %), які утворюють гідрофільну оболонку навколо гідрофобного ядра.

Із клітин слизової ХМ шляхом екзоцитозу потрапляють у міжклітинний простір і лактеалі — лімфатичні судини кишкових ворсинок. Крізь грудний лімфатичний проток ХМ надходять у кров, де внаслідок переносу на них апопротеїну С від ліпопротеїнів високої густини (ЛВГ), насцентні (недозрілі) ХМ перетворюються на нативні. Присутність апопротеїну С є необхідною для активації ферменту ліпопротеїдліпази, що локалізована на внутрішній поверхні ендотелію капілярів жирової та інших тканин. Після активації ліпопротеїдліпаза каталізує гідроліз тріацилгліцеролів ХМ і продукти гідролізу асимілюються тканинами, тобто використовуються або для синтезу власних жирів, як в жировій тканині, або розщеплюються для енергетичних потреб, як у м’язах та інших органах.

Період напіврозпаду тріацилгліцеролів в ХМ складає від декількох хвилин до години, після чого так звані ремнантні (або остаточні) ХМ за допомогою специфічних рецепторів, що знайдені тільки на плазматичних мембранах гепатоцитів, видаляються із кровообміну і метаболізуються печінкою.Таким чином, нативні хіломікрони слугують транспортною формою екзогеннних тріацилгліцеролів.

Біосинтез триацилгліцеролів відбувається в жирової тканини, печінці, кишечнику, молочній залозі в період лактації. Метаболічними попередниками в біосинтезі триацилгліцеролів є активо жирні кислоти (ацил-КоА) та гліцерол-3-фосфат, що, в свою чергу, постачают за рахунок окислення глюкози.

Жирні кислоти, необхідні для синтезу жирів (ліпогенеза), в складі триацилгліцеролів переносяться з печінки и кишечника у вигляді ліпопротеїнових комплексів (ЛПНЩ и хіломікрони). Ліпопротенліпаза, що знаходиться на поверхні ендотеліальних клітин кровоносних капілярів, відщепляє від цих ліпопротеїнів жирні кислоти.

Ферментативні реакції синтезу триацилгліцеролів

1. Утворення активованої форми гліцеролу — гліцерол-3-фосфату. (є 2 механізми)

1.1. Шляхом фосфорилювання гліцеролу за участю ферменту гліцеролфоскінази: гліцерол + АТФ = гліцерол-3-ф + АДФ. У клітинах печінки, нирок, слизової оболонки кишечника, де присутня активна гліцеролкіназа, гліцерол фосфорилюється γ -фосфатною групою АТФ.

1.2. Шляхом відновлення діоксіацетонфосфату — інтермедіату гліколітичн розщеплення глюкози. Реакція каталізується НАДН-залежною гліцерол-3-ф-фат-дегідрогеназою: діоксіацетонфосфат + НАДН + Н+ = гліцерол-3-фосфат + НАД+ - у клітинах жирової тканини, м’язах і печінці

2.. Активовані жирні кислоти у вигляді КоА-етерів у наступних реакціях переносяться на гліцерол-3-фосфат гліцеролфосфатацилтрансферазою Процес відбувається в два етапи:

2.1. Перше ацилювання за участю гліцерол-3-фосфатацилтрансферази з утв 1-ацилгліцерол-3-ф (лізофосфатидату).

2.2. Друге ацилювання за участю ферменту 1-ацилгліцерол-3-фосфатацилтрансферази з утворенням 1, 2-діацилгліцерол-3-фосфату (фосфатидної кислоти). У цьому ацилюваннібере участь залишок ненасиченої жирної кислоти.

3. Гідроліз фосфатидної кислоти до 1, 2-діацилгліцеролу (дигліцериду) за участю ферменту фосфатидат-фосфогідролази:

4. Ацилювання 1, 2-діацилгліцеролу 3-ю мол-лою ацил-КоА (ф-т діацилгліцеролацилтрансфераза) з утв триацилгліцеролу.

Найбільш інтенсивно жири синтезуються в печінці та жировій тканини. Тріацилгліцероли, які синтезуються в печінці, в основному використовуються в інших тканинах, до яких вони транспортуються в складі ліпопротеїнів плазми крові. Тріацилгліцероли, що утворюються в жировій тканині, накопичуються в цитоплазмі адипоцитів у вигляді крапель. Частка резервованих тріацилгліцеролів складає приблизно 65 % маси всієї тканини. Депоновані таким чином жири за звичайних умов життєдіяльності організмів і достатньої калорійності раціону є довгостроковим резервом метаболічної енергії, оскільки для нагальних потреб в крові постійно перебувають ліпопротеїни, які виконують функцію безпосередніх постачальників жирних кислот до периферійних тканин.

В цих умовах в організмі дорослих тварин і людини, зокрема, установлюється динамічна рівновага між інтенсивністю процесів біосинтезу й розщеплення або мобілізації жиру із жирових депо. Жирова тканина характеризується активним обміном речовин, тому при відносно сталому вмісті жирів резерви тріацилгліцеролів постійно обмінюються й повне оновлення жирів здійснюється за декілька днів.

При зростанні калорійності їжі, переїданні, або при зменшенні енергетичних затрат (гіподинамії) надлишок калорій йде на синтез жирів незалежно від характеру дієти (вуглеводної, білкової чи змішаної). За умов підвищених енергетичних витрат, тривалого голодування, стресових навантажень тощо вміст резервованих в жировій тканині тріацилгліцеролів зменшується, внаслідок тривалої і не компенсованої біосинтезом мобілізації жиру в жировій тканині.Мобілізацією жиру називають процес гідролізу (ліполізу) тріацилгліцеролів, що каталізується внутрішньоклітинною ліпазою.