ТАШКЕНТСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ КАФЕДРА БИОЛОГИЧЕСКОЙ И БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ ЛЕЧЕБНОГО И МЕДИКО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО ФАКУЛЬТЕТОВ Тема лекции: «ОБМЕН ЛИПИДОВ» для студентов 2 курса лечебного, медико-профилактического факультетов Рассмотрена и одобрена на учебно-методическом заседании кафедры от августа 2006 г. протокол №1 Составитель: проф.Собирова Р.А. Ташкент - 2006 г. Рассматриваемые вопросы: 1.Значение липидов, их переваривание и всасывание, роль желчных кислот. 2.Ресинтез жиров в стенке кишечника. 3.Образование хиломикронов, липопротеины, их значение в транспорте липидов крови, значение фермента липопротеинлипазы в транспорте липидов. 4.Резервирование и мобилизация липидов в жировых тканях. Каскадный механизм активации триглицеридлипазы. 5.Окисление жирных кислот и глицерина в тканях и их физиологическое значение. Липиды – это вещества, молекулы которых содержат в своем составе остатки жирных кислот. Липиды не растворимы в воде, но растворяются органических растворителях. Биологическая роль липидов: 1. Энергетическая 2. Играют важную роль в построении мембран 3. Участвуют в передаче нервного импульса 4. Термоизоляции организма 5. Защита органов и тканей от механических воздейств 6. растворители витаминов Классификация липидов: • • • • • • • • • • • • • • I. Простые липиды: 1.триацилглицерины 2.воски II. Сложные липиды: 1.фосфолипиды: -глицерофосфолипиды -сфинголипиды 2.гликолипиды - цереброзиды - сульфатиды - ганглиозиды III. Стерины и стериды: - зоостерины - фитостерины В зависимости от локализации липиды делятся: • • - протоплазматические липиды - резервные липиды Жирные кислоты, входящие в состав липидов: ФУНКЦИИ ЛИПИДОВ Переваривание и всасывание липидов Липиды в полости рта не подвергаются ни каким изменениям. У взрослых в желудке также особым изменениям не подвергаются, так как липаза мало активна. рН желедочного сока 1,5, а оптимальное значение рН для желудочной липазы 5,5-7,5 и липиды в желудке не эмульгируются, так как нет условий для эмульгирования. Переваривание липидов имеет место у детей, так как у них рН желудочного сока около 5,0, что способствует перевариванию эмульгированного жира молока желудочной липазой. В двенадцатиперстной кишке эмульгированию липидов способствуют: 1. бикарбонаты 2. желчные кислоты Распад триглицеридов под действием липазы происходит ступенчато: Начинается с гидролиза ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИНОВ под действием фермента ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИНЛИПАЗЫ. При этом действуют: а) КИСЛАЯ ЛИПАЗА- в лизосомах; б) ЩЕЛОЧНАЯ Л.- в микросомах; в) НЕЙТРАЛЬНАЯ Л.- в плазме. ФОСФОГЛИЦЕРИДЫ гидролизуются с помощью ФОСФОЛИПАЗ и локализованы в лизосомах. СФИНГО- и ГЛИКОЛИПИДЫ- имеют свои ферменты. В переваривании липидов в желудочно-кишечном тракте имеют значение желчные кислоты: Желчные кислоты подразделяются на 2 вида: • • - непарные желчные кислоты - парные желчные кислоты Желчные кислоты К парные желчные кислоты образуются при соединении их с глицином и таурином. Например: • • • • • С23Н36(ОН)3-С-NН-СН2-СООН װ О Гликохолат • • • • С23Н36(ОН)3-С-NH-CH2-CH2-SO3H װ О таурохолат Значение желчных кислот: • • • - эмульгируют жиры - активируют липазу - участвуют в транспорте жирных кислот При действии ферментов липиды в кишечнике расщепляются до своих составных частей. Всасываются в кишечник и там происходит их ресинтез. Ресинтез триглицеридов: • • R-COOH + АТФ +HS-КоА →R-COS-KoA + АМФ +Н4Р2О7 Глицерин + АТФ → глицерол-3-фосфат +АДФ • • • глицерол-3-фосфат +2 R-COS-KoA → фосфатидная кислота + 2HS-КоА фосфатидная кислота → диглицерид +Фн Диглицерид + R-COS-KoA → триглицерид + HS-КоА Ресинтезированные липиды транспотируются лимфой и кровью при помощи липопротеинов. Различают следующие виды липопротеидов: ХМ, ЛПНП, ЛПОНП, ЛПВП, ЛПОВП. СКОРОСТЬ ГИДРОЛИЗА СБАЛАНСИРОВАНА СО СКОРОСТЬЮ ОКИСЛЕНИЯ Продукты гидролиза- ГЛИЦЕРИН и ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ- поступают из жировой ткани в кровь и далее к месту потребления. ОБМЕН ГЛИЦЕРИНА тесно связан с гликолизом. При окислении глицерина образуется 22 молекулы АТФ, если учесть, что для активации глицерина расходуется 1 моль АТФ, то при окислении глицерина образуется 21 мол АТФ. ОКИСЛЕНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ (происходит только в митохондриях) 1) АКТИВИРОВАНИЕ ЖК происходит в ЦИТОПЛАЗМЕ при помощи фермента ацилКоА-синтетаза с участием инонов Mg2+, по схеме: СН3(СН2)nСООН + АТФ + КоА-SH СН3(СН2)nСО-S-KoA + АМФ + ФФн 2) ТРАНСПОРТ внутрь митохондрий (с участием карнитина) СН3(СН2)nСО-S-KoA + (СН3)3N+СН2СН(ОH)СН2СОO- (СН3)3N+СН2СН(ОCOR)СН2СОO- + KoA-SH ЖК мигрирует через мембрану митохондрии с карнитином, после чего происходит обратный обмен с молекулой КоА-SH из матрикса. В матриксе происходит окисление в цикле КНООПА-ЛИНЕНА. СН3(СН2)n-СН2-СН2-СО-S-KoA+ FAD (ацил-КоА-дегидрогеназа) СН3(СН2)n-СН=СН-СО-S-KoA+ FAD.Н2 + Н2О (еноил-КоА-гидратаза) СН3(СН2)n-СН(ОН)-СН2-СО-S-KoA + NAD (-NADH) (3-гидроксиацил-КоА-дегидрогеназа) СН3(СН2)n-СО-СН2-СО-S-KoA + КоА-SH (ацетил-КоА-ацилтрансфераза) СН3(СН2)n-СО-S-KoA + СН3СО-S-KoA СН3СН2СН2-CО-S-KoA 2 СН3-CО-S-KoA Продукты окисления FADH2 и NADH- в дыхательную цепь, ацетил-КоА- в цикл КРЕБСА. ОСОБЕННОСТИ ОКИСЛЕНИЯ а) ОКИСЛЕНИЕ С НЕЧЕТНЫМ ЧИСЛОМ С - образуется одна молекула ПРОПИОНИЛ-КоА, которая затем превращается в СУКЦИОНИЛ-КоА: СН3СН2-CО-S-KoA + СО2, + АТФ (-АДФ, -Фн, пропионил-КоА-карбоксилаза) СН3СН(СООН)-CО-S-KoA (метилмалонил-КоА) (метилмалонил-КоА-мутаза) СООН-СН2СН2-CО-S-KoA (сукциoнил-КоА---- в ЦТК) б) ОКИСЛЕНИЕ ЖК С НЕНАСЫЩЕННЫМИ СВЯЗЯМИ- если двойная связь стоит там, где требуется на стадии енолизации, то все идет как обычно, в случае ЖК с нас. связями. Если не в положении ТРАНС- и не в том месте (2,3), то начинает работать фермент 3,4-цис- 2,3-транс-еноил-КоА-изомераза, которая перемещает двойную связь и меняет ее конфигурацию. Скорость окисления ненасыщенных ЖК выше, чем у насыщенных: СТЕАРИНОВАЯ (C18, все связи насыщенные)- относительная скорость-1 ОЛЕИНОВАЯ (С18, 1 двойная связь)- 11 ЛИНОЛЕВАЯ (С18, 2 двойные связи) - 114 ЛИНОЛЕНОВАЯ (С18, три двойные связи) - 170 АРАХИДОНОВАЯ (С20, четыре двойные связи) - 200 БАЛАНС ОКИСЛЕНИЯ ЖИРНЫХ КИСЛОТ- на 1 молекулу ЖК с числом атомов С=n образуется 17(n/2)-6 молекул АТФ (пальмитиновая, n=16, дает 130 молекул АТФ. Энергетическая ценность ЖК (45 молекул АТФ на капроновую кислоту С=6) выше, чем у углеводов (38 мол АТФ на глюкозу). Однако, при сгорании в ЦТК молекул ацетил-КоА требуется достаточное количество ОКСАЛОАЦЕТАТА (ЩУК), источником которых являются УГЛЕВОДЫ. Таким образом ЖИРЫ СГОРАЮТ В ПЛАМЕНИ УГЛЕВОДОВ.