Липидный обмен

План

1. Липиды. Классификация. Функции. Потребности организма в липидах.
2. Переваривание липидов:

Химическая классификация липидов

простые

сложные

Изопре-ноиды

Эйкоза-ноиды

стероиды

омыляемые

неомыляемые

жиры

стериды

воска

Фосфо-липиды

Глико-липиды

Глицеро-фосфо-липиды

Сфинго-фосфо-липиды

Церебро-зиды

Ганглио-зиды

Функции жиров

Энергетическая: при окислении 1 г жира выделяется около 9,3

Функции липоидов
Мембранная:
обеспечивают избирательную проницаемость
участвуют в активном транспорте
необходимы для упорядочения ферментативных

Функции липоидов

Специфические функции:
обеспечивают устойчивость эритроцитов
ганглиозиды связывают токсины и яды
3. Энергетическая (не

Функции биологически активных липидов

Регуляторная
стероидные гормоны (половые и гормоны надпочечников)
гормоны, производные полиненасыщенных

Строение желчных кислот

Роль желчных кислот в переваривании жира

1. Эмульгируют жир, располагаясь на

Энтеро-гепатическая циркуляция желчных кислот

Переваривание фосфолипидов

Нарушение переваривания и всасывания жиров. Стеаторея.

Нарушение переваривания и

Функции апопротеинов:

Формируют структуру ЛП.
Взаимодействуют с рецепторами на поверхности клеток и

Метаболизм хиломикрона

Липолиз
Липолиз – это расщепление жира до глицерина и жирных кислот.
Триглицеридлипаза является

Липолиз

СН2–О–СО–R1 СН2–ОН
| ТГ липаза | ДГ липаза

Липолиз

CН2 – ОН CН2 – ОН
| МГ липаза

Регуляция липолиза

Активируют липолиз:
КА, глюкагон, СТГ, АКТГ, тироксин,
липотропин гипофиза, цАМФ

Активация глицерина

Печень: Жировая
ткань:
СН2 – ОН СН2 – ОН

Активация жирных кислот

Ацил- КоА-
синтетаза
R – СООН + НS

Липогенез

Ацил-КоА-
СН2 – ОН трансфераза СН2 – О –

Липогенез
Ацил-КоА-
СН2 – О – СО – R1 трансфераза СН2

Регуляция липогенеза

Активируют:
инсулин, эстрогены и АТФ

Окисление глицерина:

СН2 – ОН глицерол СН2 – ОН СН2 – ОН

Окисление глицерина:
СН2 – ОН глицерол- СН2 – ОН СН2 – ОН

Окисление глицерина:
СН3
Гликолиз | ПДГ ЦТК + ДЦ
С=О СН3-СО~SКоА

Окисление жирных кислот

Жирная + НS-КоА + АТФ Ацил-КоА + АМФ +

Активация жирных кислот

Ацил-КоА-
синтетаза
R–СООН + НS–КоА
АТФ АМФ+ФФн

Окисление жирных кислот

2. Перенос жирных кислот в митохондрии

Перенос жирных кислот в митохондрии

КАТ І
R–СО~SКоА + карнитин
R–СО–карнитин

Перенос жирных кислот в митохондрии

КАТ II
R–СО–карнитин + НSКоА

3. Ход реакций β-окисления жирных кислот

Ход реакций β-окисления:

ацил-КоА ДГ
R–СН2–СН2–СО~SКоА
ацил-КоА
ФАД ФАД Н2

Ход реакций β-окисления:

гидратаза
R–СН=СН–СО~SКоА + Н2О
еноил-КоА
R–СН–СН2–СО~SКоА
ОН
β-гидроксиацил-КоА

Ход реакций β-окисления:

β-гидроксиацил-
КоА ДГ
R – СН – СН

Ход реакций β-окисления:

тиолаза
R–С–СН2–СО~SКоА + НS–КоА
О
β-кетоацил-КоА
СН3–СО~SКоА +

Общее уравнение β-окисления пальмитиновой кислоты

С15Н31СО~SКоА + 7 ФАД + 7 НАД+

Регуляция β-окисления жирных кислот

- Ключевым процессом является поступление жирных кислот

Регуляция β-окисления жирных кислот
активируют β-окисление:
КА, СТГ, глюкагон

Синтез жирных кислот

Происходит главным образом в жировой ткани, молочной железе

Транспорт ацетил-КоА
Ацетил-КоА + оксалоацетат + НОН
Цитратсинтаза
цитрат + НS–КоА

Транспорт ацетил-КоА

цитратлиаза
Цитрат + НS–КоА + АТФ
Ацетил-КоА + АДФ +

Ход реакций синтеза жирных кислот

CH3

C

O

~ S-КоА

Ацетил-КоА

+

CO2

Ацетил-КоА-карбоксилаза

АТФ

АДФ+Н3РО4

CH2

C

O

~ S-КоА

Малонил-КоА

НООС

На каждом

Ход реакций синтеза жирных кислот

1-ый виток:

CH3

C

O

~ S-КоА

Ацетил-КоА

CH2

C

O

~ S-КоА

Малонил-КоА

НООС

+

CO2

НS-КоА

CH2

C

O

Ход реакций синтеза жирных кислот

CH2

C

O

~ S-КоА

СН3

С

O

β-кетоацил - КоА

CH2

C

O

~ S-КоА

СН3

СН

OН

β-гидроксиацил

Ход реакций синтеза жирных кислот

CH2

C

O

~ S-КоА

СН3

СН

OН

β-гидроксиацил - КоА

Дегидратаза

НОН

CH

C

O

~

Ход реакций синтеза жирных кислот

CH

C

O

~ S-КоА

СН3

СН

Еноил - КоА

Редуктаза

НАДФН+Н +

НАДФ+

Ход реакций синтеза жирных кислот

2-ой виток:

CH2

C

O

~ S-КоА

СН3

СН2

Ацил- КоА (С4)

+

CH2

C

O

Регуляция синтеза жирных кислот

Лимитирующий фермент –
Ацетил-КоА-карбоксилаза
Аллостерические активаторы

Гормональная регуляция синтеза жирных кислот

Активируют:
Инсулин, эстрогены
Ингибируют:
КА

Пути образования ацетил-КоА

1. Из пирувата в ходе ПДГ-реакции
Этот путь преобладает при

Пути использования ацетил-КоА

Ацетил-КоА окисляется в цикле Кребса
Используется в синтезе жирных кислот
Используется

Кетоновые тела

Под кетоновыми телами понимают три вещества:
Ацетоацетат
β-гидроксибутират
Ацетон
Кетоновые тела образуются в

Синтез кетоновых тел

CH3

C

O

~ S-КоА

Ацетил-КоА

+

CH3

C

O

~ S-КоА

Ацетил-КоА

Тиолаза

НS-КоА

CH2

C

O

~ S-КоА

СН3

С

O

ацетоацетил -

CH2

СН3

С

O

СООН

ацетоацетат

CH3

C

O

~ S-КоА

Ацетил-КоА

CH2

СН3

СН

OН

СООН

β-гидроксибутират

ДГ

НАДН

НАД+

CH3

СН3

С

O

ацетон

CО2

CH2

C

O

~ S-КоА

СН2

С

OН

ГМГ - КоА

СН3

НООС

CH2

C

O

~ S-КоА

СН2

С

OН

ГМГ - КоА

СН3

НООС

Синтез

Функции кетоновых тел

Энергетическая (скелетная и сердечная мышцы, головной мозг и

Кетоз

Кетоз – это накопление кетоновых тел в организме. Сопровождается

Регуляция синтеза кетоновых тел

Ключевой фермент - ГМГ-КоА-синтаза
Активируют:
КА,

Регуляция синтеза кетоновых тел

Активность ГМГ-КоА-синтазы повышается при поступлении ЖК в

Источники холестерина

1. Пищевые продукты (желток куриного яйца, головной мозг, печень

Синтез холестерина

CH3

C

O

~ S-КоА

Ацетил-КоА

+

CH3

C

O

~ S-КоА

Ацетил-КоА

Тиолаза

НS-КоА

CH2

C

O

~ S-КоА

СН3

С

O

ацетоацетил - КоА

+

+

CH3

C

O

~

ГМГ-КоА-редуктаза

2НАДФН

2НАДФ+

CH2

CН2ОН

СН2

С

OН

Мевалоновая кислота

СН3

НООС

…

Холестерин

Синтез холестерина

CH2

C

O

~ S-КоА

СН2

С

OН

ГМГ - КоА

СН3

НООС

Регуляция синтеза холестерина

Ключевой (лимитирующий) фермент
ГМГ-КоА-редуктаза
Активируют синтез:
КА,

Регуляция синтеза холестерина

Снижают синтез:
инсулин, тироксин, эстрогены
ненасыщенные ЖК
холестерин (по принципу

Роль холестерина в организме

Входит в состав клеточных мембран и обеспечивает

Липопротеины крови

хиломикроны (ХМ)
Содержат 1-2% белка и 98-99% липидов

Липопротеины

пре β-липопротеины (или ЛПОНП)
Содержат 10% белка, 90% липидов
Образуются в печени и

Структура ЛПНП:

Структура ЛПВП:

Липопротеины крови

β-липопротеины (ЛПНП)
Содержат около 25% белка и 75% липидов.
Главными компонентами являются

Липопротеины

α-липопротеины (ЛПВП)
Содержат 50% белков, 25% фосфолипидов, 20% эфиров

Липопротеины крови

ЛПОНП и ЛПНП являются атерогенными, т. е. вызывающими атеросклероз.

Атеросклероз

Атеросклероз

Механизмы защиты сосудов от атеросклероза
Действие липопротеинлипазы в стенке сосуда
Наличие ЛПВП

Биохимические причины атеросклероза

Увеличение атерогенных липопротеинов (ЛПОНП и ЛПНП);
Снижение антиатерогенных ЛПВП;
Снижение активности

Факторы риска развития атеросклероза
Курение
Стресс
Переедание (пища, богатая насыщенными ЖК и углеводами)

Факторы риска развития атеросклероза

Эндокринные факторы:
- гипотиреоз
- сахарный

Факторы риска развития атеросклероза
Хронические гипоксии
Гиподинамия
Семейно-наследственные факторы

Коэффициент атерогенности
Общий холестерин – холестерин ЛПВП
холестерин ЛПВП
У здоровых

Ожирение

Ожирение – это состояние, когда масса тела превышает 20% от

Ожирение

Причины вторичного ожирения:
Гипотиреоз
Синдром Иценко-Кушинга
Гипогонадизм
другие эндокринные патологии

Желчнокаменная болезнь

Желчнокаменная болезнь – это патология, при которой в желчном пузыре

Причины желчнокаменной болезни

Пища, богатая холестерином
Гиперкалорийное питание
Застой желчи в желчном пузыре
Нарушение синтеза

Липидозы

Болезнь Тея-Сакса (ганглиозидоз)
Накопление ганглиозидов в клетках мозга, меньше в

Дефектный фермент при болезни Тея-Сакса

Дефектный фермент при болезни Гоше

Дефектный фермент при болезни Нимана-Пика

Трансаминирование (переаминирование) аминокислот

Дезаминирование аминокислот

1. Восстановительное:
+ 2Н
R – СН – СООН -------- R

Дезаминирование аминокислот

3. Внутримолекулярное:
R – СН – СООН ------------ R – СН

Окислительное дезаминирование глутамата

.

Непрямое дезаминирование

Продукты непрямого дезаминирования:

α-кетокислота, которая может
1) окисляться в цикле Кребса

Восстановительное аминирование

COOH

C=O

CH2

CH2

COOH

NH3

COOH

C

OH

NH2

CH2

CH2

COOH

COOH

C=NH

CH2

CH2

COOH

COOH

CH2

CH2

CHNH2

COOH

Глутамат

ГДГ

НАДФH

НАДФ+

2-оксоглутарат

Иминоглутарат

HOH

Значение восстановительного аминирования:

глутамат является источником аминогрупп для синтеза заменимых аминокислот

Источники аммиака :

Реакции дезаминирования
аминокислот
биогенных аминов (гистамина, серотонина, катехоламинов и др.)
пуриновых

Причины токсичности аммиака

1) Легко проникает через клеточные мембраны
2) Связывается

Причины токсичности аммиака

4) Аммиак в крови и цитозоле образует ион

Обезвреживание аммиака

COOH

CH2

CH2

CHNH2

COOH

Глутамат

CO NH2

CH2

CH2

CHNH2

COOH

NH3

АТФ

АДФ+Pн

глутаминсинтетаза

1. Восстановительное аминирование (имеет небольшое значение)
2. Образование амидов

Глутамин – основной донор азота в организме

Глутамин

Белки
Пурины
Пиримидины
Аспарагин
Аминосахара
Глюкоза