Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Липопротеины очень низкой плотности - ЛПОНП






Нормальный уровень ЛПОНП: 0, 13—1, 0 ммоль/л.

Незначительное повышение ЛПОНП:

- I и II типы гиперлипидемий

- алкоголизм

- гипотиреоз

- сахарный диабет

- дислипидемия

- нефротический синдром

- порфирия

- атеросклероз

Повышение ЛПОНП:

- IVи V типы гиперлипидемий

- алкоголизм

- беременность

- гипотиреоз

- сахарный диабет

- дислипидемия

- нефротический синдром

- панкреатит

- стероидная терапия

- атеросклероз

Биосинтез триацилглицеролов и глицерофосфолипидов происходит в цитоплазме клеток. Первые реакции этих метаболических путей совпадают и включают образование фосфатидной кислоты.

Предшественники фосфатидной кислоты - глицерол и жирные кислоты - вступают в реакцию в активной форме.

Образование активной формы глицерола (глицерол-3-фосфата может происходить двумя путями (рисунок 19.3).

Рисунок 19.3. Пути образования глицерол-3-фосфата.

Активация жирных кислот идёт путём образования тиоэфиров коэнзима А – ацил-КоА (см. 18.1.1, рисунок 18.1).

19.2.2. Первая реакция ацилирования глицерол-3-фосфата осуществляется за счёт КоА-производного насыщенной жирной кислоты, например, пальмитиновой. Образуется сложноэфирная связь в 1-м положении (рисунок 19.4, реакция 1).

Вторая реакция ацилирования идёт, как правило, за счёт КоА-тиоэфира ненасыщенной жирной кислоты, например, олеиновой (рисунок 19.4, реакция 2).

В процессе синтеза триацилглицеролов происходит дефосфорилирование фосфатидной кислоты при помощи фосфатидатфосфатазы (рисунок 19.4, реакция 3).

В дальнейшем 1, 2-диацилглицерол ацилируется третьей молекулой ацил-КоА, которая может содержать остаток как ненасыщенной, так и насыщенной жирной кислоты (рисунок 19.4, реакция 4).

Рисунок 19.4. Реакции биосинтеза триацилглицеролов.

19.2.3. В организме здорового человека процессы биосинтеза и катаболизма триацилглицеролов взаимно уравновешены.

В тех случаях, когда углеводы, жиры или белки потребляются в количествах, превышающих энергетические потребности организма, излишки калорий запасаются в виде триацилглицеролов. Источником ацетил-КоА для биосинтеза жирных кислот могут служить как углеводы, так и углеродные цепи аминокислот. Накопленный избыток жиров может быть израсходован для получения энергии, например, при голодании.

Скорость биосинтеза триацилглицеролов регулируется гормонами. Инсулин стимулирует поступление глюкозы в клетки и, следовательно, превращение её в жиры. Глюкагон и гормоны надпочечников тормозят этот процесс.

19.3.1. Как известно (9.4.2), глицерофосфолипиды являются производными фосфатидной кислоты и одного из аминоспиртов (например, этаноламина, холина или серина). Реакции образования фосфатидной кислоты обсуждались в предыдущем параграфе (см. 19.2.2, рисунок 19.4).

Подобно другим предшественникам в биосинтезе липидов, аминоспирты, участвующие в синтезе фосфолипидов, вступают в реакцию в активной форме – в виде соединения с цитидиндифосфатом (ЦДФ). В качестве примера на рисунке 19.5 приводятся реакции активации этаноламина. Обратите внимание, что в реакциях активации аминоспиртов принимают участие два нуклеозидтрифосфата – АТФ и ЦТФ.

Рисунок 19.5. Реакции образования активной формы этаноламина.

Далее остаток фосфоэтаноламина с ЦДФ-этаноламина переносится на 1, 2-диацилглицерол, образующийся в результате дефосфорилирования фосфатидной кислоты (рисунок 19.6, реакции 1 и 2). Продуктом реакции является фосфатидилэтаноламин.

Рисунок 19.6. Реакции синтеза фосфатидилхолина.

Синтез фосфатидилхолина происходит путём трёхкратного метилирования фосфатидидэтаноламина. Донором метильных групп служит S-аденозилметионин (рисунок 19.6, реакция 3). Фосфатидилхолин может образоваться также путём активации холина, подобно этаноламину.

Фосфатидилсерин образуется в реакции прямого взаимодействия фосфатидилэтаноламина и серина:

19.3.2. Липотропные факторы – вещества, способствующие синтезу фосфолипидов и препятствующие отложению триацилглицеролов в тканях.

Липотропный эффект этих соединений связан с тем, что общим предшественником триацилглицеролов и фосфолипидов является фосфатидная кислота. При недостатке липотропных факторов фосфатидная кислота используется преимущественно для синтеза триацилглицеролов. Они нерастворимы в воде и накапливаются в клетках, способствуя их жировому перерождению. Запомните, какие липотропные факторы можно использовать в качестве препаратов для его предупреждения:

1) холин – самое распространённое азотистое основание фосфолипидов;

2) метионин – незаменимая аминокислота, предшественник S-аденозилметионина, универсального донора метильных групп;

3) фолиевая кислота и витамин В 12 – предшественники коферментов, участвующих в реакциях переноса СН 3 -групп.

При введении липотропных факторов снижается синтез триацилглицеролов и усиливается выведение жира из клеток при участии липопротеиновых комплексов (см.20.1.2).

19.4.1. Исходным соединением для синтеза холестерола является ацетил-КоА (см. 15.2.3, рисунок 15.6). Ферменты, катализирующие реакции синтеза, содержатся в цитоплазме и эндоплазматическом ретикулуме многих клеток. Наиболее активно этот процесс происходит в печени. В организме человека в сутки синтезируется около одного грамма холестерола.

19.4.2. Биосинтез холестерола включает три основные стадии (рисунок 19.7).

Рисунок 19.7. Синтез холестерола.

На первой стадии образуется мевалоновая кислота (рисунок 19.7, а).

На второй стадии мевалоновая кислота превращается в изопентенилпирофосфат («активный изопрен»), 6 молекул которого конденсируются в сквален (рисунок 19.7, б).

На третьей стадии сквален превращается в холестерол (рисунок 19.7, в).

Всего для синтеза 1 молекулы холестерола используется 18 молекул ацетил-КоА: для образования «активного изопрена» требуется 3 молекулы; в последующих реакциях конденсации участвуют 6 молекул «активного изопрена»; 3 × 6 = 18.

19.4.3. Скорость синтеза холестерола в организме регулируется по механизму отрицательной обратной связи (рисунок 19.7, пунктирная стрелка). Фермент β -гидрокси-β -метилглутарил-КоА-редуктаза катализирует лимитирующую реакцию биосинтеза холестерола. Холестерол является корепрессором синтеза данного ферментного белка, что приводит к снижению скорости катализируемой реакции. Поэтому при поступлении избытка холестерола с пищей синтез эндогенного холестерола прекращается.

Холестерол является компонентом биологических мембран, из него в организме образуются стероидные гормоны, витамин D 3, желчные кислоты (см. 9.2.2). Избыток холестерола превращается в печени в желчные кислоты (см. 10.2.3, рисунок 10.3), а также выделяется с желчью в кишечник и выводится с калом.

19.4.4. Нормальное содержание холестерола в сыворотке крови человека составляет 3, 9 – 6, 3 ммоль/л. Транспортной формой холестерола в крови являются липопротеины (см. далее 20.1.2). Если нарушается соотношение между поступлением холестерола в организм и его выведением, то содержание холестерола в тканях и крови изменяется. Повышение концентрации холестерола в крови (гиперхолестеролемия) может приводить к развитию атеросклероза и желчно-каменной болезни.

Исследование проводится натощак, после 8— 12 часов голодания. На концентрацию различных веществ в крови влияет как прием пищи, так и положение тела: при переходе из горизонтального положения в вертикальное в ней повышается количество общего белка, ферментов, альбумина. кальция, калия, фосфатов, общего тироксина, а также холестерола и триглицеридов. Поэтому интерпретация анализов должна проводиться только врачом с учетом всех обстоятельств и индивидуальных особенностей организма пациента. Наибольшую точность дают анализы, которые проводятся ферментативным, методом.

Существуют также индивидуальные тест-системы для определения уровня холестерина и глюкозы в домашних условиях, однако на их действие могут оказывать такие условия внешней среды, как повышенная температура или влажность, вследствие чего велика вероятность получения ошибочных результатов.

Медицинские нормы содержания в организме тех или иных веществ — это усредненные значения, характерные для большинства здоровых людей. В каждом отдельно взятом случае они могут быть скорректированы как в сторону снижения, так и в сторону увеличения. Так, пациентам, страдающим сахарным диабетом, ожирением и другими заболеваниями, которые обычно сопутствуют гиперлипопротеинемии, для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний рекомендовано поддерживать уровень холестерина на самом низком уровне, в то время как для здоровых людей эти цифры могут быть несколько увеличены.

Кроме того, при оценке данных исследования важны не только полученные цифры различных показателей, но и соотношение их между собой, поэтому не стоит делать самостоятельных выводов и ставить себе диагноз только на основании отклонения того или иного показателя от нормы

29 (1). Окисление высших жирных кислот. Последовательность реакций b-окисления. Связь окисления жирных кислот с цитратным циклом и дыхательной цепью. Биологическая роль.

Окисление высших жирных кислот и глицерола в тканях. Биосинтез жирных кислот»

1. Строение высших жирных кислот, триацилглицеролов, фосфолипидов и холестерола. Биологическая роль липидов в организме человека.

2. Липолиз: локализация в клетке и тканях, ферменты, продукты реакции и их использование. Участие гормонов в регуляции липолиза.

3. Окисление глицерола в тканях до СО 2 и Н 2 О (схема), значение для организма.

4. Окисление жирных кислот в тканях: локализация в клетке, транспорт ацильных остатков через митохондриальную мембрану, роль карнитина, последовательность реакций β -окисления, роль витаминных коферментов в этом процессе.

5. Биологическая роль окисления высших жирных кислот. Энергетический баланс β -окисления жирных кислот (выход АТФ).

6. Синтез высших жирных кислот: локализация, исходное соединение, последовательность реакций, мультиферментный комплекс, его регуляция, коферменты. Источники НАДФН и его использование в синтезе жирных кислот.

18.1.1. Окисление жирных кислот происходит в митохондриях клеток и сопровождается выделением большого количества энергии, запасаемой в форме АТФ.

Окислению жирных кислот предшествует их активация, то есть образование ацил-КоА. Эта реакция протекает в цитоплазме в присутствии фермента ацил-КоА-синтетазы за счёт использования энергии АТФ (рисунок 18.1).

Рисунок 18.1. Реакция активации жирной кислоты.

Следующий этап - транспорт ацил-КоА в митохондрии - происходит при помощи карнитинового механизма. В цитоплазме ацил-КоА взаимодействует с карнитином (γ -триметиламино-β -гидроксибутиратом) при участии фермента карнитин-ацилтрансферазы I. Образовавшийся ацилкарнитин проникает через митохондриальную мембрану. В митохондрии происходит обратная реакция – расщепление ацилкарнитина при участии НS-КоА и митохондриальной карнитин-ацилтрансферазы II. При этом карнитин возвращается в цитоплазму клеток (рисунок 18.2).

Рисунок 18.2. Схема транспорта жирных кислот через митохондриальную мембрану.

18.1.2. Ацил-КоА подвергается в митохондриях окислению по β -атому углерода (β -окислению). Реакции одного цикла β -окисления жирных кислот представлены на рисунке 18.3.

Рисунок 18.3. Реакции одного цикла β -окисления жирных кислот и их связь с циклом трикарбоновых кислот и дыхательной цепью.

Образовавшийся в результате этой последовательности реакций ацил-КоА с более короткой цепью может включаться в новый цикл β -окисления вплоть до образования двух молекул ацетил-КоА. Ацетил-КоА далее окисляется в цикле трикарбоновых кислот Кребса. НАДН и ФАДН 2 служат донорами электронов для дыхательной цепи.

Окисление жирных кислот наиболее активно происходит в миокарде, почках, а также в скелетных мышцах при длительной работе.

18.1.3. При решении задач на расчёт энергетического эффекта окисления жирных кислот необходимо учитывать, что:

1) В каждом цикле β -окисления образуются 1 молекула ФАДН 2 и 1 молекула НАДН. В ходе окисления в дыхательной цепи и сопряжённого с ним окислительного фосфорилирования образуются: 2 молекулы АТФ за счёт дегидрирования ФАДН 2 и 3 молекулы АТФ за счёт дегидрирования НАДН. Таким образом, в сумме за один цикл образуется 5 молекул АТФ.

2) В процессе β -окисления образуются молекулы ацетил-КоА. Окисление каждого ацетильного остатка в цикле трикарбоновых кислот сопровождается в конечном счёте выходом 12 молекул АТФ (см. расчёт энергетического баланса цикла трикарбоновых кислот).

3) Для образования активной формы жирной кислоты (ацил-КоА) затрачивается одна молекула АТФ.

Раздел 18.2

Синтез высших жирных кислот.

18.2.1. Высшие жирные кислоты могут быть синтезированы в организме из метаболитов углеводного обмена. Исходным соединением для этого биосинтеза является ацетил-КоА, образующийся в митохондриях из пирувата – продукта гликолитического распада глюкозы. Место синтеза жирных кислот – цитоплазма клеток, где имеется мультиферментный комплекс синтетаза высших жирных кислот. Этот комплекс состоит из шести ферментов, связанных с ацилпереносящим белком, который содержит две свободные SH-группы (АПБ-SH). Синтез происходит путём полимеризации двууглеродных фрагментов, конечным продуктом его является пальмитиновая кислота – насыщенная жирная кислота, содержащая 16 атомов углерода. Обязательными компонентами, участвующими в синтезе, являются НАДФН (кофермент, образующийся в реакциях пентозофосфатного пути окисления углеводов) и АТФ.

 

30 (1). Биосинтез жирных кислот в тканях: последовательность реакций, биологическая роль. Компартментализация и регуляция обмена жирных кислот.

. Ацетил-КоА поступает из митохондрий в цитоплазму при помощи цитратного механизма (рисунок 18.6). В митохондриях ацетил-КоА взаимодействует с оксалоацетатом (фермент – цитратсинтаза), образующийся цитрат переносится через митохондриальную мембрану при помощи специальной транспортной системы. В цитоплазме цитрат реагирует с HS-КоА и АТФ, вновь распадаясь на ацетил-КоА и оксалоацетат (фермент – цитратлиаза).

Рисунок 18.6. Перенос ацетильных групп из митохондрий в цитоплазму.

18.2.3. Начальной реакцией синтеза жирных кислот является карбоксилирование ацетил-КоА с образованием малонил-КоА (рисунок 18.7). Фермент ацетил-КоА-карбоксилаза активируется цитратом и ингибируется КоА-производными высших жирных кислот.

Рисунок 18.7. Реакция карбоксилирования ацетил-КоА.

Затем ацетил-КоА и малонил-КоА взаимодействуют с SH-группами ацилпереносящего белка (рисунок 18.8).

Рисунок 18.8. Взаимодействие ацетил-КоА и малонил-КоА с ацилпереносящим белком.

Далее происходит их конденсация, декарбоксилирование и восстановление образовавшегося продукта (рисунок 18.9).

Рисунок 18.9. Реакции одного цикла биосинтеза жирных кислот.

Продукт реакции взаимодействует с новой молекулой малонил-КоА и цикл многократно повторяется вплоть до образования остатка пальмитиновой кислоты.

18.2.4. Запомните основные особенности биосинтеза жирных кислот по сравнению с β -окислением:

синтез жирных кислот в основном осуществляется в цитоплазме клетки, а окисление – в митохондриях;

участие в процессе связывания СО 2 с ацетил-КоА;

в синтезе жирных кислот принимает участие ацилпереносящий белок, а в окислении – коэнзим А;

для биосинтеза жирных кислот необходимы окислительно-восстановительные коферменты НАДФН, а для β -окисления – НАД + и ФАД.

 






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.