Обмен липидов -2

ОБМЕН ЛИПИДОВ-2
План
• 1. Биосинтез жирных кислот и его регуляция
• 2. Биосинтез ацетоуксусной кислоты и
физиологическое значение как ключевого метаболита.
• 3. Стероиды их разновидности. Холестерин, его
строение и значение для организма.
• 4. Биосинтез холестерина и его регуляция. Транспорт
холестерина в крови, биохимические механизмы
атеросклероза.
• 5. Основные фосфолипиды, гликолипиды и их
функции.
• 6. Биосинтез фосфолипидов и их катаболизм.
Биосинтез жирных кислот
• В основном протекает в жировой ткани,
молочных железах и печени.
В отличие от окисления жирных
кислот:
• Протекает в эндоплазматическом ретикулуме
• Источником синтеза является малонил КоА
• Для восстановления промежуточных
продуктов синтеза жирных кислот необходим
НАДФН2
• Ацетил КоА используется как затравка
• Все стадии синтеза жирных кислот
представляют собой циклический процесс,
протекающий на поверхности
пальмитатсинтетазы
АПБ
Расположен в центре
пальмитатсинтетазы и имеет 2 SНгруппы:
1. центральная, связанная с 4фосфопантотенатом (присоединение
малонил-КоА)
2. Периферическая, принадлежащая
остатку цистеина (присоединение
ацетил-КоА)
Синтез жирных кислот протекает
в 3 этапа:
• 1. Перенос ацетил-КоА из митохондрий в
цитоплазму.
• 2. Карбоксилирование ацетил-КоА с
образованием малонил-КоА.
• 3. Образование ацетил-АПБ и малонилАПБ, их конденсация и синтез
пальмитиновой кислоты.
• В состав пальмитатсинтетазы входят:
АПБ и 6 ферментов.
• 1. ацетилтрансацилаза
• 2. малонилтрансацилаза
• 3. бета-кетоацилсинтетаза
• 4. бета-кетоацилредуктаза
• 5. гидроксиацилгидратаза
• 6. еноилредуктаза
Перенос ацетил-КоА из
митохондрий в цитоплазму
• Коферментом ацетил-КоА -карбоксилазы
является биотин.
• Биотин-фермент + СО2 + АТФ →
карбоксибиотинфермент + АДФ + Фн
• Карбоксибиотинфермент + ацетил-КоА
→ малонил-КоА + биотинфермент
• Ацетил-КоА + АПБ →ацетил-АПБ +
КоАSH
• ацетилтрансацилаза
• Малонил-КоА + АПБ → малонил-АПБ +
КоАSH
• малонилтрансацилаза
Биосинтез жирных кислот
•
НООС-СН2-CО-S-АПБ + СН3-CО-SАПБ→
СН3-CО-СН2-CО-S-АПБ + СO2
(ацетоацетил-S-АПБ)
• Феремент:бета-кетоацилсинтетаза
• ↓ + NADPH, - NADP
СН3-CH(ОH)-СН2-CО-S-АПБ – бетакетоацилредуктаза
• (3-гидроксибутирил-АПБ)
↓ -Н2О - гидроксиацилгидратаза
•
СН3-CH=СН-CО-S-АПБ (кротонил-АПБ)
¯ ↓ + NADPH, - NADP
- еноилредуктаза
• СН3-CH2-СН2-CО-S-АПБ (бутирил-АПБ)
Регуляция синтеза жирных кислот
• Ацетил-КоА-карбоксилаза является
регуляторным ферментом.
• Высокие концентрации АТФ блокируют ИЦДГ,
что приводит к накоплению цитрата,
являющегося активатором синтеза жирных
кислот, пальмитин-КоА - ингибитором.
• НАДФ.Н – высокие концентрации
стимулируют синтез и блокируют ПФЦ
окисления глюкозы
• Удлинение углеродной цепи жирных
кислот в наружной мембране
митохондрий за счет ацетил-КоА и в
мембранах эндоплазматического
ретикулума за счет малонил-КоА.
• Мононенасыщенные жирные кислоты
(пальмитоолеиновая и олеиновая
кислоты) образуются из пальмитиновой
и стеариновой кислот в микросомальной
фракции печени и жировой ткане при
участие О2, НАДФ.Н и цитохрома b5.
Биосинтез ацетоуксусной кислоты
• К кетоновым телам относятся:
ацетоацетат, бета-гидроксибутират,
ацетон.
• В основном протекает в печени.
• Синтезируется 2 путями:
• 1. В незначительных количествах в
конечном этапе β-окисления жирных
кислот образуется из 4 углеродных
атомов.
• 2. В основном синтезируется путем
конденсации 2 молекул ацетил-КоА при
участие фермента
ацетоацетилтрансферазы:
• Ацетил-КоА+Ацетил-КоА →
Ацетоацетил-КоА + НSКоА
Деацилирование протекает путем:
• Ацетоацетил-КоА + Ацетил-КоА →
• β-окси- β-метилглутарил-КоА → ацетоацетат +
ацетил-КоА (ферменты:
гидроксиметилглутарил-КоА-синтетаза и
гидроксилетиглутарил-КоА-лиаза)
• При восстановление ацетоацетата образуется
β-окси-масляная кислота
(гидроксибутиратдегидрогеназа, НАДФ.Н).
• При декарбоксилирование ацетоацетата
образуется ацетон (ацетоацетатдекарбоксилаза)
• Кетоновые тела в периферических тканях
используются в качестве энергетического
материала.
СТЕРОИДЫ
• Из холестерина в организме
синтезируются:
• 1. стероидные гормоны
• 2. витамин Д3
• 3. желчные кислоты
• Холестерином богаты: нервная ткань,
надпочечники, печень, плазматическая
мембрана
• Синтез холестерина протекает в печени, стенке
кишечника, подкожно-жировой клетчатке,
корковом слое надпочечников.
• Общее содержание холестерина в организме
составляет в среднем 140-150 г, из них
приблизительно 10г – в крови.
• За 1 сутки в организме синтезируется 1г
холестерина, 0,5г – поступает с пищей.
Выводится из организма в виде в виде
стеридов - приблизительно 500мг с фекалиями.
Основные этапы синтеза
холестерина
•
•
•
•
1. Ацетил-КоА → мевалоновая кислота
2. Мевалоновая кислота → сквален
3. Сквален → ланостерин
4. Ланостерин → холестерин
Образование мевалоновой
кислоты
• Конденсация 2 молекул ацетилКоА –
ацетоацетилКоА
(ацетоацетилтрансфераза)
• Присоединение 3 молекулы ацетилКоА
– бета-гидроксиметилглутарилКоА
(гидроксиметилглутарилКоА-синтетаза)
• Восстановление до мевалоновой
кислоты (2 НАДФ.Н и бетагидроксиметилглутарилКоА-редуктаза)
Регуляция синтеза холестерина
• Регуляция осуществляется через ГМГ-КоА
редуктазу.
• Синтез холестерина имеет суточный ритм:
• В ночное время синтез его больше, чем в
утреннее.
• Инсулин и тиреоидные гормоны активизируют
ГМГ-КоА редуктазу.
• При голодание, тиреоидэктомии, введении
глюкагон и глюкокортикоидов активность
ГМГ-КоА редуктазы снижается.
• Эфиры холестерина образуются путем
присоединения остатка жирной кислоты
с ацилКоА или ФХ на гидроксильную
группу холестерина при участие
фермента ЛХАТ
Баланс холестерина в тканях
• Повышение:
1. Захват холестерол-содержащих ЛП
специальными рецепторами
2. Захват холестерол-содержащих ЛП
без участия рецепторов
3. Захват свободного холестерина
клеточными мембранами
4. Синтез холестерина
5. Гидролиз холестерина
• Снижение:
1. Переход холестерина из мембраны в
ЛПВП
2. Этерификация холестерина
3. Использование холестерина для
синтеза гормонов, желчных кислот и
витамина
Атеросклероз
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Теории:
1. Инфильтративная теория А.А. Аничкова.
2. Нервно-метаболическая теория А.А. Мясникова
3. Геронтологическая теория И.В. Давыдовского.
4. Аутоиммунная теория Климова и Блюменталя
5. Перекисная теория A. Szceklik
6. Инкрустиционная теория French
7. Роль микроэлементов
8. Роль оксида азота
9. Инфекционная теория
10. другие
Основные постулаты коррекции
нарушений обмена ЛП:
• 1. Уменьшение приема жиров до 10%
• 2. Уменьшение приема насыщенных жирных кислот
• 3. Обогащение пищи полиненасыщенными жирными
кислотами
• 4. Увеличение содержания клетчатки в рационе
питания
• 5. Замена маргарина, различных видов сала и жиров
растительными
• 6. Уменьшение приема продуктов, содержащих
холестерин
• 7. Уменьшение приема поваренной соли
Факторы, способствующие
развитию атеросклероза:
• 1. Установленные
• - дислипопротеинемия, гиперхолестеринемия,
гипертриглицеридемия, гипо-альфалипопротеинемия, артериальная гипертония,
курение
• 2. Предполагаемые
• - сахарный диабет, эмоциональный стресс,
наследственность
• 3. Вероятные
• - ожирение, гиподинамия
ФОСФО- И ГЛИКОЛИПИДЫ
• Фосфолипиды не являются энергетическим
материалом.
• Фосфолипиды участвуют в построение
клеточных мембран и в выполнении функций,
активизации мембранных и лизосомальных
ферментов, передаче нервных импульсов,
свертывание крови, иммунологических
реакциях, пролиферации клеток, регенерации
тканей, переносе электронов в дыхательной
цепи. Они играют важную роль в
формировании липопротеидных комплексов.
• Синтез фосфолипидов протекает в
печени, стенке кишечника, половых и
молочных железах и в других тканях.
• В биосинтезе фосфолипидов центральное
место занимают: 1,2-диглицерид,
фосфатидная кислота и сфингозин.
Синтез фосфолипидов
ФК + ЦТФ – ЦДФ-диацилглицерид
ЦДФ-ДГ + серин – ФС
ЦДФ-ДГ + инозит – ФИ
ФС декарбоксилирование – ФЭА
ФС метилирование (аденозилметионин,
ТГФК и метилкобаламин) – ФХ
Холин + ЦТФ – ЦДФ-холин
ЦДФ-холин + ДГ - ФХ
1.
2.
3.
4.
5.
• ФЛ с помощью липидпереносящих
белков цитоплазмы переносятся к
мембранам и встраиваются.
• Липотропные факторы:
холин, ЦТФ, серин, инозит,
пиридоксальфосфат, фолиевая кислота,
метионин