обм.лип2

ТАШКЕНТСКАЯ МЕДИЦИНСКАЯ АКАДЕМИЯ
КАФЕДРА БИОЛОГИЧЕСКОЙ И БИООРГАНИЧЕСКОЙ
ХИМИИ ЛЕЧЕБНОГО И МЕДИКОПРОФИЛАКТИЧЕСКОГО 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.Биосинтез жирных кислот и его регуляция.
2.Биосинтез ацетоуксусной кислоты и его физиологическое
значение как ключевого метаболита.
3.Стероиды и их разновидности. Холестерин, его строение и
значение для организма.
4.Биосинтез холестерина и его регуляция. Транспорт холестерина в
крови, биохимические механизмы развития атеросклероза.
5.Основные фосфолипиды, гликолипиды и их функции.
6.Биосинтез фосфолипидов и их катаболизм.
БИОСИНТЕЗ ЖИРНЫХ КИСЛОТ
Легко протекает в любом организме (в цитоплазме). Материал- ацетил-КоА.
Условия- обильное потребление углеводов, накопление изоцитрата, цитрата,
фумарата.
СН3-CО-S-KoA + НСО3- + АТФ
 карбоксилаза
НООС-СН2-CО-S-KoA + АДФ + Фн (малонил-КоА)
 (+СН3-CО-S-KoA, + АПБ-(жирнокислотная синтаза), простетическая
группа-4-фосфопантотеновая кислота (PhP) и тиоэтиламин (Cys)
НООС*-СН2-CО-S-АПБ + СН3-CО-S-АПБ

СН3-CО-СН2-CО-S-АПБ + С*O2 (ацетоацетил-S-АПБ)
 + NADPH, - NADP
СН3-CH(ОH)-СН2-CО-S-АПБ (3-гидроксибутирил-АПБ)
 -Н2О
СН3-CH=СН-CО-S-АПБ (кротонил-АПБ)
 + NADPH, - NADP
СН3-CH2-СН2-CО-S-АПБ (бутирил-АПБ)
Таким образом циклы повторяются до тех пор, пока не будет синтезирована
цепь в 16, 18 или 20 атомов углерода. На рисунке приведена схема синтеза
жирных кислот.
Регуляция синтеза жирных кислот:
Ацетил-КоА карбоксилаза является аллостерическим ферментом. В отсутствии
цитрата проявляет очень низкую активность. При повышении концентрации
цитрата в митохондриях приводит к поступлению его в цитоплазму и
указывает, что цикл Кребса перегружен «топливом», цитрат связывается с
аллостерическим участком айетил-КоА карбоксилазы. Избыточное
образование пальмитоил-КоА играет роль аллостерического ингибитора
айетилКоАкарбоксилазы.
Биосинтез и использование ацетоуксусной кислоты. Физиологическое
значение этого процесса
Печень многих животных обладает способностью ферментативным путем
превращать часть ацетил-КоА в свободную ацетоуксусную кислоту и эфир-β-
оксимасляной кислоты, которая доставляется кровью к периферическим
тканям, где они могут окисляться в ЦТК. Эти соединения названы кетоновыми
телами.
Ацетоуксусная кислота синтезируется двумя путями:
1.Относительно большое ее количество образуется в форме КоА эфира из
последних 4-х атомов углерода жирной кислоты после ее β-окисления.
2.Большая часть образуется путем конденсации 2-х молекул ацетилКоА под влиянием фермента тиолазы.
Смесь ацетоуксусной и β-оксимасляной кислоты затем поступает в
кровь из клеток печени и переносится к периферическим тканям и
используется
в
качестве
энергетического
материала
путем
превращения в ацетил-КоА и включением в ЦТК.
Обмен стероидов
Холестерин (ХС) поступает в желудочно-кишечный тракт человека с
пищей животного происхождения, в которой он находится в свободном
или этерифицированном виде. Всасывание ХС происходит в
кишечнике, при этом большое значение имеет панкреатический сок и
желчь. Всасывание происходит в основном в проксимальной части
тонкого кишечника. Эфиры ХС всасываются после полного гидролиза в
кишечнике.
В процессе абсорбции слизистой кишечника ХС
оказывается включенным в микросомы, митохондрии. Из клеток
слизистой кишечника в периферическую лимфу ХС поступает в составе
мицелл-хиломикронов и ЛОНП.
Холестерин
является
предшественником
гормонов
коры
надпочечников – кортикостероидов, мужских половых гормонов –
андрогенов, женских половых гормонов - эстерогенов. Являются
предшественником витамина Д3, желчных кислот.
•
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 биосинтеза холестерина:
• 1. Ацетил-КоА → мевалоновая кислота
• 2. Мевалоновая кислота → сквален
• 3. Сквален → ланостерин
• 4. Ланостерин → холестерин
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.
Включение холестерина в печени в липопротеины очень низкой плотности и
транспорт кровью
Печень является основным органом, поставляющим ХС в кровь в форме
липопротеидов. Представляется схема образования и транспорта холестерина
липопротеидами:
Баланс холестерина в организме:
•
1.
2.
3.
4.
5.
Повышение происходит:
Захват холестерол-содержащих ЛП специальными рецепторами
Захват холестерол-содержащих ЛП без участия рецепторов
Захват свободного холестерина клеточными мембранами
Синтез холестерина
Гидролиз холестерина
•
Снижение происходит:
1. Переход холестерина из мембраны в ЛПВП
2. Этерификация холестерина
3. Использование холестерина для синтеза гормонов, желчных кислот и
витамина
БИОХИМИЯ АТЕРОСКЛЕРОЗА
Атеросклероз – заболевание, при котором поражается в начале интима, а затем
медиальный слой артерий. Приатероматозном поражении происходит
внутриклеточное и внеклеточное накопление липидов, сопровождаемое
пролиферацией клеток, накоплением мукополисахаридов и изменением
фиброзных компонентов аретриальной стенки. Среди накопленных липидов
доминирует этерифицированный холестерин, особенно холестерин-олеат.
Атеросклероз проявляется в виде нескольких наиболее опасных заболеваний:
ИБС, нарушением
мозгового и других
форм периферического
кровообращения.
Липопротеиды проникают в артериальную стенку несколькими путями:
1. путем эндоцитоза, без участия рецепторов, с последующим
транспортом в эндотелиальные клетки
2. проникновение липопротеидных частиц через межклеточные
промежутки.
3. через поврежденные участки эндотелия артерий (повреждение
вызывают никотин, аутоиммунные комплексы и др.).
Теории развития атеросклероза:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
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 нарушения 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-альфа-липопротеинемия,
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: 1,2диглицерид, фосфатидная кислота и сфингозин.
В распаде фосфолипидов участвуют фосфолипазы:
ГЛИКОЛИПИДЫ
Известен ряд подгрупп гликолипидов, включающих огромное число
представителей. К ним относятся гликоглицеролипиды и гликосфинголипиды.
ГЛИКОГЛИЕРОЛИПИДЫ в большом количестве содержаться в растениях,
водорослях, микроорганизмах гликоглицеролипиды и гликосфинголипиды.
ГЛИКОГЛИЕРОЛИПИДЫ в большом количестве содержаться в растениях,
водорослях, микроорганизмах.
Широко представлены в тканях, особенно в нервной ткани, в мозге.
Главной формой гликолипидов в животных тканях гликосфинголипиды.
Последние содержат церамид, состоящий из сфингозина и остатка жирной
кислоты, и один или несколько остатков сахаров.
Просгейшими гликосфинголипидами являются галактозилцерамиды и
гликозилцерамиды.
Гактозилцерамиды -главные сфинголипиды мозга и других
тканей, но в небольших количествах встречаются и во многих тканях..
В состав галактозилцерамидов входит гексоза (обычно это Д-галакгоза),
которая связана эфирной связью с гидроксильной группой аминоспирта
сфингозина. Кроме того, в составе галактозилцерамида имеется жирная
кислота. Чаще всего это лигноцериновая, нервоновая или цереброновая
кислота, т. е. жирные кислоты, имеющие 24 углеродных атома.
Сфингозин
Жирная кислота
(цереброновая кислота)
гн
н
он
Структура
галактозилцерамида
Структура галактоцерамида
Существуют сульфогалактозилцерамиды, которые отличаются от ганаличием остатка серной кислоты, присоединенного углеродному атому
гексозы. В мозге млекопитающих сульфо-галактозилцерамиды в
основном находятся в белом веществе, при этом содержание их в мозге
намного ниже, чем галактозилцерамидов. Глюкозилцерамиды-простые
гликосфинголипиды, представлены в тканях, отличных от нервной,
причем главным образом глюкозилцерамидами.. В небольших
количествах они имеются в ткани мозга. В отличие от
галактозилцерамидов у них вместо остатка галактозы имеется остаток
глюкозы.
Более сложными гликосфинголипидами являются ганглиозиды,
образующиеся из гликозилцерамидов. Ганглиозиды дополнительно
содержат или несколько молекул сиаловой кислоты. В тканях человека
доминирующей сиаловой кислотой является нейраминовая. Кроме
того, вместо остатка глюкозы они чаще содержат сложный
олигосахарид. Гангглиозиды в больших количествах находятся в
нервной ткани. Они, по-видимому, выполняют рецепторные и другие
функции. Одним из простейших ганглиозидов является гематозид,
выделенный из стромы эрв цитов. Он содержит церамид
(ацилсфингозин), одну молекулу глюкозы, одну молекулу Nацетилнейраминовой кислоты.
Галактоза
Глюкоза
СН2ОН
СН2ОН
N-ацетилнейраминовая кислота
Гематозид (ганглиозид)
Гликолипиды постоянно подвергаются деградации гидролитическими
ферментами, присутствующими обычно в лизосомах всех клеток.
Сфингомиелиназы ответственны за гидролиз сфингомиелина с образованием
церамида и фосфохолина. Эти ферменты обычно присутствуют в больших
количествах в селезенке, печени и мозге.
Специфическая сульфатаза обычно гидролизует сульфатиды до
неорганического сульфата и галактоцерамида, последний гидролизуется
галактоцерамид-β-галактозилгидролазой.
Гексоамидиназа А расщепляет ганглиозида.