08 Метаболизм липидов

МЕТАБОЛИЗМ ЛИПИДОВ:
ПЕРЕВАРИВАНИЕ ЛИПИДОВ.
ТРАНСПОРТНЫЕ ФОРМЫ ЛИПИДОВ
ФИЗИОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ ЛИПИДОВ
 Энергет ическая роль
 Компонент ы мембран
(структурная роль)
 предшест венники гормонов
(стероидов)
 Сигнальные молекулы
(простагландины)
 Защит ная роль
 Кофакт оры фермент ов
(витамин K)
 Переносчики элект ронов
(убихинон)
 Защищают от перепадов
температ ур
ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛЫ –ДЕПО
ЭНЕРГИИ
•Триацилглицеролы (ТГ) и гликоген
– две основные формы сохранения
энергии
ТГ – более эффективное депо энергии
• 1 г триацилглицеролов сохраняет больше, чем в 6 раз
энергии, по сравнению с 1 г гликогена
• Резервы гликогена истощаются через 12-24 ч,
триацилглицеролов - через несколько недель.
Расщепление жиров
приблезительно 50% энергии в печени, почках и скелетных мышц и
до 95% энергии сердечной мышцы.
Жиры являются основным источником энергии при:
-голодании;
-диабете;
• Жирные кислоты и глицерол –
используются как топливо
организмом человека.
• Жирные кислоты (ЖК) и
глицерол для метаболических
потребностей образуются из
триацилглицеролов:
(1) пищи
(2) сохраненных в адипоцитах
•Для обеспечения жирных кислот, как топлива для
организма, триацилглицеролы должны быть
переварены
Переваривание липидов
Пищевые липиды:
 т риацилглицеролы (ТАГ)
 фосфолипиды
 холест ерол
Перетравливание – в тонк.кишечнике.
Фермент – панкреатическая липаза
Липаза катализирует гидролиз в C1 и C3 положениях ТАГ образуя
свободные жирные кислот ы и 2-моноацилглицерол
Соли желчных кислот необходимы для перетравливания
липидов. Синтезируются в печени из холестерола.
Таурохолевая и гликохолевая – наиболее
распростаненные желчные кислоты.
Амфипатические: содержат гидрофильные и гидрофобные
части
ТАГ - водонерастворимые, а липаза водороастворимая.
Переваривание ТАГ осуществляется на границе липидвода.
Скорость переваривания зависит от площади
поверхности липидных капель.
Соли жирных кислот - амфипатические, они действуют
как детергенты, эмульгируя липидные капли и
увеличивая площадь поверхности липидных капель.
Соли жирных кислот также активируют липазу.
Недостаточное образование солей жирных кислот
приводит к ст еат орее.
Фосфолипиды перевариваются
фосфолипазами
Фосфолипазы синтезируются в поджелудочной
железе.
Основная фосфолипаза – фосфолипаза A2
(образование лизофосфоглицеридов).
Лизофосфоглицериды
всасываются в
интестинальные
клетки, где
реэтерифицирую
тся в
фосфолипиды.
Лизофосфоглицериды могуть действовать
как детергенты и поэтому при высокой
концентрации могут разрушать клеточные
мембраны.
Лизофосфоглицериды в норме присутствуют
в клетках в низких концентрациях.
Яд змеи содержит
фосфолипазу A2 и
вызывает лизис
эритроцитов
Холестерол пищи
• Большинство холестерола пищи находится в
свободном (неэтерифицированном) состоянии
• Эфиры холестерола гидролизируются в кишечнике
эст еразой
• Свободный холестерол солюбилизируется мицелами
солей желчных кислот и абсорбируется
• После абсорбции в интестинальных клетках
холестерол реагирует с ацил-КоА с
образованием эфиров холестерола.
ВСАСЫВАНИЕ ЛИПИДОВ
Всасывание липидов осуществляется
пассивной диффузией.
2-моноацилглцеролы, жирные кислоты,
лизофосфоглицеролы, свободный холестерол
формируют мицеллы с солями желчных кислот.
Мицеллы мигрируют к микроворсинкам и
липиды дифундируют в клетки.
Соли желчных кислот всасываются активно и
транспортируются в печень через портальную
вену.
Соли желчных кислот могуть циркулировать
через кишечник и печень несколько раз на день.
В интестинальных клетках жирные кислоты превращаются в
молекулы ацил КоА.
Три таких молекулы связываются с глицеролом, или две - с
моноацилглицеролом с образованием триацилглицеролов.
O
1.
CH2
OH
CH
O
CH2
OH
O
C
R2 + R1
CO
SCoA
CH2
O
C
O
CH
O
C
CH2
OH
2.
O
C
O
CH
O
C
CH2
OH
R2 + HSCoA
O
O
CH2
R1
R1
R2 + R3
CO
SCoA
CH2
O
C
O
CH
O
C
O
R2 + HSCoA
CH2
O
C
R3
R1
1-а реакция катализируется моноацилглицерол ацилтрансферазой
2-а реакция катализируется диацилглицеролацилтрансферазой
ТРАНСПОРТНЫЕ ФОРМЫ ЛИПИДОВ
• ТАГ, холестерол и эфиры холестерола нерастворимы в
воде и не могут транспортироваться в крови или лимфе в
свободном состоянии
• Эти липиды
объединяются с
фосфолипидами и
апопротеинами с
образованием
сферических частичек
липопротеинов
Структура:
Гидрофобное ядро:
Гидрофильная
поверхность
Основные классы липопротеинов
1.Хиломикроны.
2.Липопротеины очень низкой плотности
3.Липопротеины низкой плотности
4. Липопротеины высокой плотности (ЛВЩ).
Хиломикроны
• наибольшие липопротеины (180-500 нм )
• синтезируются в ЭР интестинальных клетках
• содержат 85 % ТАГ (основная транспортная форма пищевых ТАГ).
• апопротеин B-48 (aпо B-48) – основной белковый компонент
экзоцитоз
Лимфатич
-еские
сосуды
Липопротеины очень низкой
плотности
• образуются в печени
• содержат 50 % ТАГ и 22 % холестерола
• два апопротеина — aпо B-100 и aпo E
• основные транспортные формы ТАГ, которые синтезируются в
организме (печени)
triacylglycerol
cholesteryl esters
Apo B
Apo E
cholesterol
phospholipids
Липопротеинлипаза - фермент, находящийся в
капиллярах мышц и жировой ткани
Функция: гидролиз ТАГ хиломикронов и ЛПОНП.
Образующиеся свободные жирные кислоты и
глицерин проходят в клетки
Хиломикроны и ЛПОНП, которые отдают ТАГ,
называются ремнанты хиломикронов и ремнанты
ЛПОНП
Ремнанты богаты эфирами холестерола
Ремнанты хиломикронов попадают в печень
Ремнанты ЛПОНП называются также липопротеинами
промежуточной плотности (ЛПЩ)
Липопротеины низкой плотности
ЛНЩ образуются в крови из ЛПП и в печени из ЛПП
(фермент – печеночная липаза)
ЛНЩ богаты
холестеролом и
эфирами холестерола
(около 50 %
холестерола)
Белковый компонент aпo B-100
ЛНЩ – основной
переносчик
холестерола
(транспортируют
холестерол к
периферии)
Клетки всех органов имеют рецепторы к ЛПНП
Рецепторы для ЛПНП локализуются в
специализированных участках, содержащих
специальный протеин клатрин
Aпo B-100 на поверхности ЛПНП связывается с
рецептором
Комплекс рецептор ЛПНП поступает в клетку путем
эндоцитоза.
Образуются эндоцитозные везикулы.
Везикулы сливаются с лизосомами
Лизосомальные липазы и протеазы расщепляют ЛПНП
Рецепторы ЛПНП возвращаются к плазматической
мебране
Aпo B-100 гидролизуется до аминокислот
Эфиры холестерола гидролизуются до свободного
холестерола и жирных кислот
Свободный холестерол:
- инкорпорируется в мембраны или реэтерифицируется
для хранения внутри клетки ферментом ацил КоА:
холестерол ацилтрансферазой.
Обратная регуляция:
большое количество интрацелюлярного холестерола
подавляет синтез рецепторов и захват
дополнительного холестерола с ЛПНП плазмы крови
блокируется.
Захват ЛПНП рецептор-опосредованным
эндоцитозом
Семейная гиперхолестеролемия
 врожденная болезнь когда рецепторы к ЛНП не синтезируются
(мутация)
 концентрация холестерола в крови значительно увеличивается
 розвивается тяжелый атеросклероз
узелки холестерола (ксантомы) образуются в коже и сухожилиях
 большинство гомозиготных пациентов умирают от инфаркта в детстве
atherosclerosis
xanthomas
Липопротеины высокой плотности
 образуются в печени и частично в тонком кишечнике
 содержат большое количество белка (40 %)
Высокий уровень
холестерина в сыворотке
вызывает развитие
атеросклероза.
Холестерол, присутствующий
в ЛПНП - это так
называемый "плохой
холестерин".
Холестерол в форме
ЛПВП считается
“хорошим холестерола”.
ЛПВП функционируют
как челноки,
переносящие холестерин
в организме к печени.
Соотношение ЛПНП / ЛПВП
Соотношение холестерина в форме ЛПНП к
такому в форме ЛПВП может быть
использовано для оценки предрасположенности
к развитию aтеросклероза
У
здоровых
людей,
ЛПНП /
ЛПВП =
3.5
Транспортные формы липидов
Хранение и мобилизация жирных кислот
• ТАГ доставляются к жировой
ткани в форме хиломикронов
и ЛПОНП, которые
гидролизуют
липопротеинлипазу к
жирным кислотам и
глицеролу.
• Затем жирные кислоты
реэтерифицируются к ТАГ.
• ТАГ хранятся в адипоцитах.
• Для обеспечения энергии
жирные кислоты и глицерин
освобождаются мобилизация ТАГ.
adipocyte