Обмен липидов

 

 

 

 

Тема: Обмен  липидов. 
Цель: Дать представление о катаболических и анаболических путях превращение липидов и  их биологической роли.

 

• Основны вопросы:
• 1. Строение и биологические функции липидов. Резервные и структурные липиды. Состав, строение и физиологическая роль транспортных липопротеидов крови
• 2.Переваривание жиров, всасывание продуктов гидролиза, роль желчных кислот. Нарушение переваривания и всасывания липидов.
• 3.Ресинтез триацилглицеринов в стенке кишечника.
• 4.Особенности биосинтеза жиров в печени и жировой ткани.
• 5.Резервирование и мобилизация жиров. Регуляция и физиологическая роль резервирования и мобилизации жиров. Нарушение этих процессов при ожирении.
• 6.Обмен жирных кислот. Бета-окисление как специфический путь катаболизма жирных кислот. Карнитиновый челночный механизм.
• 7.Синтез, использование и физиологическое значение кетоновых тел 8.Биосинтез жирных кислот.
• 9.Эйкозаноиды и их роль в регуляции метаболизма и физиологических функции.

 

 

 

 

Обмен и функции липидов.

липиды

 

 

Сложные (липоиды)

 

простые

 

стериды

 

холестериды

 

триацилглицерины

 

гликолипиды

 

 цереброзиды

 

ганглиозиды

 

 сфингофосфатиты

 

фосфоглицерины

 

лецитины

 

кефалины

 

серинфосфатида

 

ацетальфосфатиды

 

 

 

 

Биологические функции липидов

 

• Липиды являются энергетическим материалом, выполняют защитные, пластические, транспортные и регуляторные функции. 
• По физиологическому назначению липиды  организма  делятся на три группы: резервные  липиды, протоплазматические или структурные липиды     и  транспортные липиды (липопротеины).
• Резервные липиды в основном представлены  триацилглицеринами. Они  депонируются  в больших количествах в жировых депо и затем по мере необходимости легко  мобилизуются  и  расходуются как энергетический материал.
• При полном окислении 1 грамма жира высвобождается 9,3 ккал энергии (38,9 кДж).
• Протоплазматические липиды   представлены   фосфолипидами глицеридами и не глицеридами (сфингофосфатиды),  гликолипидами и холестеридами. Это структурные компоненты клеточных мембран и их содержание в организме постоянно.

 

 

 

 

Транспортные липиды

 

• Транспортные липиды - это липиды, находящиеся в комплексе с белками  и доставляемые экстрацелюлярными жидкостными средами (кровь,  лимфа) от одного органа к другому.  Чаще их называют транспортными липопротеинами (ЛП). Все транспортные липопротеины построены по типу гидрофобной мицелы и состоят из гидрофобного ядра,  образованного триацилглицеринами и холестеридами, и гидрофильного слоя, образованного дифильными молекулами фосфолипидов, гликолипидов и молекулами белка, формирующих гидратную оболочку.  Различают следующие типы транспортных липопротеинов:
• - хиломикроны (ХМ),
• - липопротеины высокой плотности (ЛПВП),
• - липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП),
• - липопротеины низкой плотности (ЛПНП).

 

 

 

 

 

Хиломикроны  (ХМ)

 

• Хиломикроны  (ХМ) формируются в стенке кишечника и отличаются от других транспортных липопротеинов самым высоким содержанием триацилглицеринов (85-90%),  низким содержанием холестерина,  фосфолипидов и белка (0,5-2,0%). 
• Хиломикроны – это главная транспортная форма экзогенных, ресинтезированных в стенке кишечника,  триацилглицеринов.
• Вследствие большого  диаметра частиц (d=100-500нм),  ХМ не проникают через мембраны эндотелиальных клеток  кишечника  в кровяные капилляры и хорошо диффундируют в лимфу. 
• Током лимфы оттекающей от кишечника, ХМ доставляются в грудной лимфатический проток и  затем  только попадают в кровоток. 
• Концентрация ХМ в крови находится в пределах от 0 - 0,5 до 2,0г/л.

 

 

 

 

 
ЛПОНП  или пре--липопротеины

 

• ЛПОНП  или пре--липопротеины, формируются в печени и частично в эпителиальных клетках тонкого кишечника.
• ЛПОНП отличаются, как и ХМ, высоким содержанием  триацилглицеринов (64-80%),  но в отличие от ХМ содержат много фосфолипидов (15-18%), холестеридов (8-15%) и белка (10-13%).
• ЛПОНП являются главной транспортной  формой  ситезируемых эндогенных триацилглицеринов.
• В эндотелии  капилляров различных органов имеется фермент липопротеинлипаза,  связанная с гликозамингликанами  внутренней поверхности капилляров и непосредственно контактирует с кровью.
• Этот фермент имеет центр связывания липопротеинов  и  каталитический центр для гидролиза триацилглицеринов. 
• Благодаря  этому ферменту ЛПОНП и ХМ, постепенно освобождаясь от триацилглицеринов, превращаются в ЛПНП, а также, вероятно, и в ЛПВП.
• Концентрация ЛПОНП в крови находится в пределах 1,5-2,0 г/л.

 

 

 

 

ЛПНП  или  - липопротеины

 

• ЛПНП  или  - липопротеины  образуются в крови из ЛПОНП и являются главной транспортной формой  холестерина из печени во все органы и ткани, на поверхности клеток которых имеются рецепторы, специфичные к ЛПНП, где холестерин используется для  построения  клеточных  мембран. 
• Особенно легко проникают -липопротеиды к клеткам стенки сосудов, доставляя в них  холестерин. 
• Содержание  холестерина  в  ЛПНП составляет 35-40 %,  фосфолипидов 21-25%  и белка 25%.
• Концентрация ЛПНП в крови здорового человека составляет 3,0-4,5 г/л.

 

 

 

 

ЛПВП  или  -липопротеины

 

• ЛПВП  или  -липопротеины, формируются в гепатоцитах и характеризуются высоким  содержанием фосфолипидов (25-27%),  холестеридов ( 17-20 %) и белка ( 45-49%) и являются главной системой транспорта фосфолипидов из печени в ткани. 
• Вследствие маленького диаметра частиц (d = 10-15нм)  ЛПВП легко  проникают  через  мембраны  клеток  сосудов в сосудистую стенку и удаляются оттуда лимфотоком.
• По этой причине ЛПВП осуществляют обратный  транспорт  холестерина из тканей в печень и доставку фосфолипидов в ткани.
• В ЛПВП имеется белок-фермент лецитин-холестерин- ацилтрансфераза (ЛХАТ), который катализирует синтез эфиров холестерина и освобождает молекулы лизолецитина.
• Образующиеся холестериды  легко перемещаются в ядерную часть ЛПВП, еще больше уплотняя его и освобождая поверхностный слой  ЛПВП  от  холестерина.
• Все это облегчает транспорт холестерина от клеток разных тканей к печени и к кишечнику.
• Концентрация альфа-липопротеинов в крови составляет у мужчин 1,25-4,25 г /л, у женщин 2,5-6,5 г/ л.

 

 

 

 

 

 

 

Липиды кожи человека

 

• Большое количество разветвленных жирных кислот, как свободных,  так и связанных присутствует среди многочисленных липидов кожи человека.
• Считается, что разветвленные жирные кислоты  играют  определенную роль в поддержании экологического баланса среды для микроорганизмов, обитающих на коже.
• Кроме того,  именно эти соединения придают каждому индивидууму специфический запах, своего рода химический "отпечаток пальцев".

 

 

 

 

 

Переваривание и всасывание продуктов переваривания липидов 

 

• Содержание и разновидность липидов в пище зависит от употребляемых пищевых продуктов.
• Больше всего человек использует в пищу триацилглицерины растительного и животного происхождения,  отличающиеся друг от друга  составом  жирных кислот.
• В питательном отношении наибольшую ценность представляют жидкие жиры (растительные масла), в молекулах которых содержатся ненасыщенные  жирные кислоты. 
• В организм человека с животными продуктами (мясо, молоко, масло) поступают не только триацилглицерины, но и липоиды и стериды.
• В яичном желтке, например, присутствуют  в большом количестве  фосфолипиды  (лецитины).

 

 

 

 

 

Желчные кислоты

 

• Обязательным условием для переваривания жиров  является перевод  их эмульгированное состояние с помощью желчных кислот.
• Желчные кислоты (холевая, дезоксихолевая, литохолевая - 3-оксихолановая кислота) являются  производными холановой кислоты.
• В составе желчи желчные кислоты коньюгированы либо с таурином (Н2N-СН2-SО2-ОН), либо с гликоколом (Н2N-СН2-СООН), образуя парные комплексы.
• Парные желчные кислоты (гликохолевая,  таурохолевая, гликодезоксихолевая, тауродезоксихолевая и др.) обладают амфифильными свойствами,  являются поверхностно активными веществами и поэтому вызывают эмульгирование жиров.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OH

 

 

CH_³

 

 CH_³

 

 

HO

 

CH-CH_²-CH_²-COOH

 

CH_³

 

 

 

 

Переваривание триацилглицеридов

 

 

 

 

CH_²-O-CO-CH_²-R^\

 

CH-O-CO-CH_²-R^\\

 

CH_²-O-CO-CH_²-R^\\\

 

 +3HOH

 

липаза

 

CH_²-OH

 

CH-OH

 

CH_²OH

 

триацилглицерид

 

глицерин

 

+

 

R^\-CH_²-COOH

 

R^\\-CH_²-COOH

 

R^\\\-CH_²-COOH

 

Жирные кислоты

 

 

 

 

Переваривание фосфолипидов

 

 

 

 

Переваривание сфингофосфатидов

 

 

 

 

Переваривание  стеридов (холестеридов)

 

 

 

 

ЦДФ-холин

 

 

 

 

Ресинтез липидов

 

 

 

 

CH²-OH

 

CH-OH

 

CH²-O-PO³H²

 

глицерофосфат

 

2R-CH²-CO-S-KoA

 

2 HS- KoA

 

CH²-O-OC-R

 

CH-O-OC-R^\

 

CH²-O-PO³H²

 

+ HOH

 

CH²-O-OC-R

 

CH-O-OC-R^\

 

CH²OH

 

R^\\-CH²-CO-S-KoA

 

2 HS- KoA

 

 

CH²-O-OC-R

 

CH-O-OC-R^\

 

CH²-O-OC-R^\\

 

Фосфатидная кислота

 

фосфатаза

 

ацилтрансфераза

 

ацилтрансфераза

 

диацилглицерид

 

триацилглицерид

 

 

 

 

Синтез  фосфолипидов

 

 

 

 

Синтез липидов в жировой ткани (резервирование липидов)

 

 

 

 

Мобилизация липидов.

 

 

 

 

Метаболитические превращения свободных жирных кислот

 

• В клетках все метаболитические превращения свободных жирных кислот начинаются с процесса их активирования, т.е. образования ацил-КоА.
• Эти реакции катализируются ацил-КоА-синтетазами:
• R R
• | АМФ + Н_⁴Р_²О_⁷ |
• СН2                                                                   СН2
•                 |                              НS-КоА + АТФ                     |
•                СН2               ацил-КоА синтетаза                    СН2
•                 |                                                                           |
•                СООН                                                                 С=О
•              жирная                                                                   \
•              кислота                                                                  S-КоА
•                                                                                    ацил-КоА