Физиоло­гическое значение окисления жирных кислот в зависимости от ритма пита­ния и мышечной активности

23.	Липолиз и липогенез. Значение. Зависимость липогенеза от ритма питания и состава пищи. Регуляция липолиза и липогенеза. Транспорт и использо­вание жирных кислот, образующихся при мобилизации жира.

Липолиз — это расщепление жира до глицерина и ЖК. Катализируется триглицеридлипазой, диглицеридлипазой и моноглицеридлипазой. Триглицеридлипаза является лимитирующим ферментом липолиза. Она имеет две формы: фосфорилированIную (активную) и нефосфорилированную (неактивную).

Превращение неактивной формы в активную происходит под влиянием протеинкиназы. Протеинкиназа, в свою очередь, активируется в результате присоединения к ее аллостерическим цен­трам цАМФ. Регуляция липолиза происходит под действием гормонов. Активируют липолиз: катехоламины, глюкагон, СТГ, АКТГ, ти­роксин, липотропин гипофиза, цАМФ. Ингибирует липолиз инсулин. Липогенез — это синтез жира. Для синтеза жира необходи­мы глицерин и ЖК в активных формах. Активной формой глицерина является 3-фосфоглицерол (α-глицерофосфат), ЖК - ацил-КоА.

В жировой ткани 3-фосфоглицерол образуется из ДОАФ (ме­таболит гликолиза) путем гидрирования под действием глицерофосфатдегидрогеназы с затратой НАДН. В печени и поч­ках 3-фосфоглицерол образуется путем фосфорилирования гли­церина под действием глицеролкиназы с затратой АТФ.Ацил-КоА образуется при взаимодействии ЖК НSКоА с затратой АТФ под влиянием ацил-КоА-синтетазы. Сборка триглицерида происходит из 3-фосфоглицерола и ацилов-КоА под действием ацилтрансферазы. Ингибируют липогенез КА, СТГ, ЙТ, АКТГ, АДФ. Активируют — инсулин, эстрогены и АДФ.

 

24.	Биосинтез жирных кислот: последовательность реакций, физиологическое значение, регуляция.

 

1. Образование ацетил-КоА и его транспорт в цитозоль (на схеме начинать с оксолацетата справа!!! заканчивать оксолацетатом слева)

1 - цитрат-синтаза; 2 - транслоказа; 3 - цитратлиаза; 4 - малатдегидрогеназа; 5 - малик-фермент.

2. Образование малонил-КоА из ацетил-КоА (ацетил-КоА-кар-боксилаза)

После образования малонил-КоА синтез жирных кислот продолжается на мультифер-ментном комплексе - синтазе жирных кислот (пальмитоилсинтетазе)он последовательно удлиняет радикал жирной кислоты на 2 углеродных атома, донором которых служит малонил-КоА. Конечный продукт работы этого комплекса - пальмитиновая кислота

Суммарное уравнение синтеза пальмитиновой кислоты из ацетил-КоА и малонил-КоА имеет следующий вид:(7 циклов)

CH₃-CO-SKoA + 7 HOOC-CH₂-CO-SKoA + 14 (NADPH + H⁺) → C₁₅H₃₁COOH + 7 CO₂ + 6 H₂O + 8 HSKoA + 14 NADP⁺.

Регуляторный фермент синтеза жирных кислот - ацетил-КоА-карбоксилаза. Этот фермент регулируется несколькими способами.

Основной продукт элонгации в печени - стеариновая кислота (С18:0),

Включение двойных связей в радикалы жирных кислот называется деса-турацией. Основные жирные кислоты, образующиеся в организме человека в результате десатурации - пальмитоолеино-вая (С16:19) и олеиновая (С18:1Δ9).

Для образования двойной связи в радикале жирной кислоты требуется молекулярный кислород, NADH, цитохром b₅ и FAD-зави-симая редуктаза цитохрома b₅. Атомы водорода, отщепляемые от насыщенной кислоты, выделяются в виде воды. Один атом молекулярного кислорода включается в молекулу воды, а другой также восстанавливается до воды с участием электронов NADH, которые передаются через FADH₂ и цитохром b₅.

Регул:Ассоциация/диссоциация комплексов субъединиц фермента. В неактивной форме ацетил-КоА-карбоксилаза представляет собой отдельные комплексы, каждый из которых состоит из 4 субъединиц. Активатор фермента - цитрат; он стимулирует объединение комплексов, в результате чего активность фермента увеличивается. Ингибитор - пальмитоил-КоА; он вызывает диссоциацию комплекса и снижение активности фермента

25.	Пути образования и использования ацетил-КоА. Биосинтез и значение ке­тоновых тел. Пределы изменений концентрации кетоновых тел в крови в норме, при голодании и сахарном диабете.

АцетилКоА - это центральный метаболит липидного обмена.

Источники: 1)Глюкоза 2)глицерин 3)АК (при кратковременной напряженной мышечной работе) 4)Жирные к-ты (в-окисление при длительной мышечной работе, голодании, на холоде, при беременности и сахарном диабете).

Пути использования образовавшегося ацетилКоА зависят от функционального состояния клетки и ее специфики. Если в кл достаточно АТФ, то он используется на синтез ж к-т,т.к. АТФ активирует ключевой фермент ситеза ж к-т, а их накопление стимулирует синтез жира. Распад жира тормозится и в-окисление при этом тоже тормозится. Напряженная мышечная работа, стресс, увел-ие секреции катехоламинов активирует липолиз, в-окисление ж к-т; в этом случае актив-ся синтез кетоновых тел и ЦТК.

Пути использования: 1. окисляется в цикле Кребса(90%); 2.используется в синтезе ЖК (9%) 3. Образование В-гидрокси-в-метилглутарилКоА (а из него либо холестерин, либо кетоновые тела -1%)

К кетоновым телам относят три соединения близкой структуры – ацетоацетат, 3-гидроксибутират и ацетон.

Ацетил-КоА накапливается в митохондриях печени и используется для синтеза кетоновых тел. Синтез кетоновых тел происходит только в митохондриях печени.

Ацетоацетат может выделяться в кровь или превращаться в печени в другое кетоновое тело - β-гидроксибутират путём восстановления.

В клетках печени при активном β-окислении создаётся высокая концентрация NADH. Это способствует превращению большей части ацетоацетата в β-гидроксибутират, поэтому основное кетоновое тело в крови - именно β-гид-роксибутират.

Диктовать реакциями!

 

• ГМГ-КоА-синтаза - индуцируемый фермент; его синтез увеличивается при повышении концентрации жирных кислот в крови

• ГМГ-КоА-синтаза ингибируется высокими концентрациями свободного кофермента А.

• Если поступление жирных кислот в клетки печени уменьшается, то увеличивается концентрация свободного КоА,ингибирующего фермент.

В норме в крови кол-во КТ 1-3 мг, в моче 40мг. При сахарном диабете 10-50 мг в моче. Накопление кетоновых тел в организме называется кетозом.Он сопровождается кетонемией и кетонурией. Физиологиеский кетоз – при голодании, тяжелой мышечной работе, у новорожденных. Патологический – при сахарном диабете.

При тяжелых формах сахарного диабета до 20 ммоль/л.. накопление кт приводит к сдвигу pH в кислую сторону. Кетоацидоз

26.	Синтез холестерина, регуляция. Биологическое.значение холестерина. Атеросклероз. Факторы риска для развития атеросклероза.

холестерин (Холестерол) представляет собой одноатомный спирт

. Биосинтез холестерола происходит в эндоплазматическом ретикулуме. Источником всех атомов углерода в молекуле является ацетил-SКоА, поступающий из митохондрий в составе цитрата. При биосинтезе холестерола затрачивается 18 молекул АТФ и 13 молекул НАДФН

3. После объединения трех молекул изопентенилдифосфата синтезируется фарнезилдифосфат.

4. Синтез сквалена происходит при связывания двух остатков фарнезилдифосфата.

6. Удаление лишних метильных групп, восстановление и изомеризация молекулы приводит к появлению холестерола.

Диктовать реакциями!!

Регуляция синтеза. Регуляторным ферментом является гидроксиметилглутарил-SКоА-редуктаза,

1. Метаболическая регуляция – по принципу обратной отрицательной связи фермент ингибируется конечным продуктом реакции – холестеролом.

2. Ковалентная модификация при гормональной регуляции: инсулин, активируя протеин-фосфатазу, способствует переходу фермента в активное состояние.

Биологическая роль:

1)В печени из него синт-ся желчные к-ты, необходимые для эмульгирования жира, активации липазы и всасывания переваренных продуктов;

2)Под действием УФ-лучей в подкожной жировой клетчатке обр-ся витамин Д;

3) В эндокринных железах из холестерина образуются в коре надпочечников ГКС, минералокортикоиды, слабые эстрогены и андрогены

4)Холестерин входит в состав всех плазматических мембран

Атеросклероз – это отложение холестерина и его эфиров в соединительной ткани стенок артерий, в которых выражена механическая нагрузка

1обрат стадия – повреждение эндотелия На этой стадии в эндотелии создаются зоны повышенной проницаемости и клейкости

2обрат стадия – стадия начальных изменений. модификация липопротеинов в зоне воспаления,

3необрат стадия – стадия поздних изменений. проявл-ся как выступание поверхности в просвет сосуда.

4необрат стадия – стадия осложнений. и возможно разрыв сосуда.

К факторам риска относят: высокое содержание холестерина в крови; наличие сахарного диабета, гипертонии, ожирения; курение, наследственность, пожилой возраст, мужской пол.

27.	Транспортные липопротеиды крови: особенности строения, состава и функций разных липопротеидов. Роль в обмене жиров и холестерина. Пре­делы изменений концентрации жиров и холестерина в крови. Патология липидного обмена.

липиды являются гидрофобными молекулами и они транспортируются в крови в составе– липопротеинов.

Поверхность липопротеиновой частицы гидрофильна и сформирована белками, фосфолипидами и свободным холестеролом. Триацилглицеролы и эфиры холестерола составляют гидрофобное ядро. Белки в липопротеинах обычно называются апобелками

Липопротеины очень низкой плотности:

-синтезируются в печени из эндогенных и экзогенных липидов,

-8% белка, 60% ТАГ, 6% ХС, 12% эфиров ХС, 14% фосфолипидов

-в норме концентрация 1,3-2,0 г/л,

Функция: Транспорт ТАГ от печени в ткани, запасающие и использующие жиры

Метаболизм:

3. Аналогично хиломикронам, на эндотелии капилляров ЛПОНП подвергаются воздействию липопротеинлипазы,с образованием свободных жирных кислот и глицерина. Жирные кислоты перемещаются в клетки органов, либо остаются в плазме крови и в комплексе с альбумином разносятся с кровью в другие ткани.

4. Остаточные ЛПОНП либо эвакуируются в гепатоциты посредством эндоцитоза, либо после воздействия на них печеночной ТАГ-липазы превращаются в следующий класс липопротеинов – липопротеины низкой плотности (ЛПНП).

Липопротеины низкой плотности:

Образуются в крови. Состоят из 25% белка и 75% липидов. является холестерин примерно50%. На клеточных мембранах имеются рецепторы для ЛПНППосле узнавания проникают в клетки путем эндоцитоза, там распадаются под действием ферментов гидролаз в лизосомах. холистерин идёт на построение мембран и метаболические нужды клеток. Функция: транспорт холестерина в ткани, в том числе в печени.

Липопротеины высокой плотности (ЛПВП или а-липопротеины):

Состав: 50% белков, 25% фосфолипидов, 20% эфиров холестерина и очень мало триацилглицеринов. Образуются главным образом в печени. В поверхностном слое ЛПВПобразуют комплексы с ферментом лецитинхолестеролацилтрансферазой (ЛХАТ)Далее он транспортируется в печень, где холестерин исп-ся на синтез желчных к-т. ЛПВП, благодаря ЛХАТ, забирают холестерин от других липопротеидов и транспортируют его в печень, предотвращая накопление его в клетках.

ЛПОНП и ЛПНП считают атерогенными, то есть вызывающими атеросклероз. ЛПВП — антитиатерогенными.

Повышение липопротеидов называется гиперлипопротеидемией.

Атеросклероз -это патология, которая характеризуется отложением, холестерина в стенке крупных сосудов с образованием вначале пятен, полосок. Затем на их месте образуются утолщения. вокруг него развивается соединительная ткань, затем наступает кальцификация пораженного участка сосуда. Сосуды становятся неэластичными, плотными, ухудшается кровоснабжение ткани, а на месте бляшек могут возникать тромбы.

Болезнь Вольмана – аутосомно-рецессивное заболевание из-за дефекта кислой эстеразы лизосом, что обусловливает накопление эфиров холестерола в лизосомах печени, селезенки, надпочечников, костного мозга и тонкого кишечника. Больные умирают в возрасте до 6 мес

. Болезнь Шюллера-Кристиана аутосомно-рецессивное заболевание характеризуется отложением в плоских костях, твердой мозговой оболочке и коже холестерола и его эфиров. Течение заболевания прогрессирующее. Дефектный фермент неизвестен.

28.	Функции пептидов и белков. Суточная потребность в белках. Переварива­ние белков. Регуляция переваривания белков. Патология переваривания и всасывания белков.

1.Структурная.

2.Ферментативная.

3.Гормональная. инсулин и глюкагон.

4.Рецепторная.

5.Транспортная

7.Сократительная. (тубулин, актин, миозин).

8.Защитная. иммуноглобулины крови, белки свертывающей системы

100-120 г белков в сутки.

Пепсин образуется главными клетками желудка в виде препепсина. расщепляет(фенилаланина, тирозина и триптофана). Пепсин действует в сильно кислой среде при рН 1,5 - 2,5.

Гастриксин образуется в желудке, (глутамата и аспартата), действует при рН 3,5.

Трипсин образуется в поджелудочной железе в виде претрипсина. Активируется энтеропептидазой кишечника.действует на связи аргинина или лизина.

Химотрипсин образуется в поджелудочной железе в виде прехимотрипсина. Активируется под действием трипсина. Расщепляет связи, образованные карбоксильными группами ароматических аминокислот.

Эластаза образуется в поджелудочной железе, расщепляет связи образованные пролином.

Коллагеназа образуется в поджелудочной железе, расщепляет коллаген.

Карбоксипептидаза образуется в поджелудочной железе, активируется трипсином, отщепляет аминокислоты с С-конца,.

Аминопептидаза образуется в кишечнике, отщепляет аминокислоты с N-конца.

Дипептидазы образуются в кишечнике и расщепляют дипептиды.

В результате действия вышеперечисленных пептидаз белки расщепляются до аминокислот, которые всасываются стенкой кишечника путем активного транспорта с использованием специфических переносчиков, витамина В₆ и АТФ. Через воротную вену аминокислоты попадают в печень.

Роль НСl

 

- необходима для превращения препепсина в пепсин;

- создает оптимум рН для работы пепсина;

- способствует денатурации и набуханию пищевых белков;

Различают

первичные (при различных формах патологии желудка и кишечника — хронических гастритах, язвенной болезни, раке) и вторичные или функциональные расстройства секреторной и всасывательной функции эпителия в результате отека слизистой оболочки желудка и кишечника, нарушения. причины недостаточного расщепления белков —уменьшение секреции соляной кислоты и ферментов, снижение активности протеолитических ферментов и связанное с этим недостаточное образование аминокислот, ускорение перистальтики. если мало НСЛ то низкое пн и белки набухшие послабление. белки переходят из желудка в двенадцатиперстную кишку в неизменном состоянии, что затрудняет действие трипсина, химотрипсина и других протеолитических ферментов кишечника.

29.	Источники аминокислот и пути их использования. Заменимые и незамени­мые аминокислоты. Биосинтез заменимых аминокислот с использованием глюкозы. Источники азота для аминокислот. Глюконеогенез из аминокислот: регуляция, физиологическое значение.

Источники аминокислот

1. Переваривание пищевых белков в ЖКТ.

2. Расщепление клеточных белков лизосомальными пептидазами (катепсинами).

3. Синтез из других аминокислот.

4. Образование из безазотистых соединений (прежде всего из кетокислот).

 

Пути использования аминокислот

1. Синтез белков (это основной путь использования аминокислот).

2. Синтез биологически важных соединений (пуринов, пиримидинов, гормонов, порфиринов и других).

3. Дезаминирование аминокислот с образованием кетокислот, которые могут:

 

- окисляться в цикле Кребса,

- использоваться в ГНГ на синтез глюкозы,

- превращаться в кетоновые тела.

незаменимыми. К ним относят фенилаланин, метионин, треонин, триптофан, валин, лизин, лейцин, изолейцин.

заменимыми. К ним относят глицин, аспарагиновую кислоту, аспа-рагин, глутаминовую кислоту, глутамин, серин, пролин, аланин. аргинин и гистидин тирозин и цистеин

К глюкогенным относятся аминокислоты (их большинство), при распаде которых образуются пируват и метаболиты ЦТК, например, оксалоацетат или α-кетоглутарат.

Из гликогенных амиокислот синтезируется глюкоза

аминокислоты с разветвленными боковыми цепочками, частично преобразутся в аминокислотный аланин, В цикле преобразования глюкозы аминокислоты с разветвленной цепочкой являются донорами химических групп для пируватов с последующим образованием аланина. Преобразуясь в глюкозу, аминокислоты участвуют в работе цикла трикарбоновых кислот, вырабатывающего энергию в мышцах.

регуляция:пируват карбоксилаза

В отсутствие ацетил-КоА ферментпочти полностью лишен активности.

Регуляция: Гормональная активация глюконеогенеза осуществляется глюкокортикоидами, которые увеличивают синтез пируваткарбоксилазы, фосфоенолпируват-карбоксикиназы, фруктозо-1,6-дифосфатазы. Глюкагон стимулирует те же самые ферменты через аденилатциклазный механизм путем фосфорилирования.

 

30.	Декарбоксилирование аминокислот. Его сущность. Декарбоксилирование гистидина, серина, цистеина, орнитина, лизина и глутамата. Роль биогенных аминов в регуляции метаболизма и функций.

Процесс отщепления карбоксильной группы аминокислот в виде СО2 получил название декарбоксилирования

образующиеся продукты реакции – биогенные амины – функцию нейромедиаторов (серотонин, дофамин, ГАМК и др.), гормонов (норадреналин, адреналин), регуляторных факторов местного действия (гистамин, карнозин, спермин и др.).катализируются– декарбоксилазами аминокислот. Декарбоксилазы аминокислот состоят из белковой части, обеспечивающей специфичность действия, и простетической группы, представленной пиридоксальфосфатом (ПФ).

декарбоксилирование гистидина

• гистамин стимулирует секрецию желудочного сока, слюны (т.е. играет роль пищеварительного гормона);
• повышает проницаемость капилляров, вызывает отёки, снижает АД (но увеличивает внутричерепное давление, вызывает головную боль);
• сокращает гладкую мускулатуру лёгких, вызывает удушье;

 

2.Этаноламин образуется при декарбоксилировании серина. Используется для синтеза холина, ацетилхолина, фосфолипидов (фосфатидилэтаноламина, фосфатидилхолина).

NH2-CH(CH2OH)-COOHà NH2-CH2(CH2OH)

4. декарбоксилирование цистеина меркаптоэтиламин который входит в состав КоА.

COOH-CH(SH)-NH2

 

5.декарбоксилирование орнитина приводит к путресцину H₂N(CH₂)₄NH₂

В тканях организма путресцин — исходное соединение для синтеза двух физиологически активных полиаминов — спермидина и спермина. Спермин ассоциируется с нуклеиновыми кислотами и предположительно участвует в стабилизации их спиральной структуры, в частности, у вирусов

5. лизин-кадаверин Из них образуются полиамины.

 

 

6. Глутамат-гамма амино масляная кислота. ГАМК (наряду с глутаминовой кислотой) является тормозным медиатором.

31.	Трансаминирование аминокислот. Специфичность аминотрансфераз. Значение реакций трансаминирования. Непрямое дезаминирование аминокис­лот: последовательность реакций, ферменты, биологическое значение.

 

Значение реакции переаминирования

1. Коллекторная функция, то есть аминогруппы от многих аминокислот собираются в одной форме в виде глутамата;

2. Является источником заменимых аминокислот;

3. В ходе этой реакции аминокислоты превращаются в кетокислоты, которые могут окисляться в цикле Кребса, использоваться в ГНГ или превращаться в кетоновые тела.

4. Аминотрансферазы – фермент, который содержится только в клетках при появлении его в крови можно говорить о некрозах. Аспартатаминотрансфераза-сердце, аланин…-печень

Трансаминирование - реакция переноса а-аминогруппы с аминокислоты на α-кетокисло-ту, в результате чего образуются новая кетокисло-та и новая аминокислота.(меняются местами радикалы)

Реакции катализируют ферменты аминотранс-феразы, коферментом которых служит пиридок-сальфосфат (ПФ) - производное витамина В₆

Чаще всего в реакциях трансаминирования участвуют аминокислоты, содержание которых в тканях значительно выше остальных - глу-тамат, аланин, аспартат и соответствующие им кетокислоты - α -кетоглутарат, пируват и оксалоацетат