Классификация, строение и биологическая роль триглицеридов, фосфолипидов, сфингомиелинов, гликолипидов. Взаимосвязь структуры, функций и нарушений обмена липидов.
Липиды-органический вещества нерастворимые в воде. Роль-энергетическая, сигнальная, пластическая. Выделяют: 1.Резервные(
нейтральные)-эфиры глицерина и жирных кислот. Триацилглицериды-абсолютно гидрофобные липиды, в составе содержат насыщенные жирные кислоты, запасаются в адипоцитах (и немного в мышцах, печени) и используются при голодании как источник энергии. Поступают с продуктами животного происхождения. 2.Стерины. Производные циклопентанпергидрофенантрена. Холестерин(правильнее холестерол).-входит в состав мембран, увеличивает ее жесткость. Из него синтезируются желчные кислоты, стероидные гормоны, витамин Д. 3. Липиды мембран. Полярные. Подразделяются на фосфолипиды(эфиры глицерола-3 атома и ненасыщенная ВЖК+фосфорная кислота+аминоспирт), и сфинголипиды(эфиры сфингозина-5 остатков+ненасыщенная ВЖК). Фосфолипиды полярны, амфифильны, содержат ненасыщенные ЖК, входят в состав клеточных мембран, обеспечивая их текучесть. Сфинголипиды делятся на сфингомиелины(эфиры сфингозина и ненасыщВЖК+фосфорная кислота+холин) и гликолипиды(эфиры сфингозина и ненасВЖК +глюкоза/галактоза). Сфингомиелины-полярные липиды, входят в состав мембран кл мозга и нервной ткани. Гликолипиды подразделяются на цереброзиды и ганглиозиды. Их биол роль-содержатся в ганглиозных клетках нервной ткани, а также в плазматических мембранах др клеток, где участвуют в межклеточных контактах, выполняя роль рецепторов.
Переваривание липидов ЖКТ. Роль желчных кислот и панкреатических липаз. Значение эмульгирования и переваривания триглицеридов. Продукты переваривания триглицеридов, фосфолипидов, эфиров холестерина. Нарушение переваривания липидов в ЖКТ. Стеаторея.
Переваривание-это гидролиз сложноэфирных связей панкреатической липазой. Место переваривания-кишечник. При поступлении пищи в кишечник слизистая кишечника секретирует в кровь гормон холецистокенин(даже если не жирная пища). Холецистокенин вызывает сокращение желчного пузыря, действует на поджелудочную, вызывая секрецию ферментов. Другие клетки кишечника, при поступлении кислого содержимого из желудка выделяют секретин-гормон, стимулирующий секрецию бикарбоната в сок поджелудочной железы. Желчные кислоты расщепляют молекулу жира на множества=о мелких за счет уменьшения поверхностного натжения капли жира, для того, чтобы ферменты могли с ней прореагировать т к это возможно только на границе раздела фаз. Панкреатическая липаза гидролизирует жиры. Продукты реакции-диацилглицериды и свободные жирные кислоты. Нарушения: уменьшение секреции желчи(камни, сдавления)-нарушение эмульгирования, снижение способности панкреатической липазы эмульгировать жиры; нарушение секреции сока поджелудочной железы-следовательно недостаточная секреция панкреатической липазы, снижения скорости гидролиза жиров. В обоих случиях наблюдается стеаторея-увелечение количества жиров в фекалиях, при этом нарушается всасывание жирорастворимых витаминов (А, Д. Е. К).
Всасывание продуктов переваривания липидов в тонком кишечнике. Ресинтез липидов в энтероцитах и его биологическое значение. Гепатоэнтеральная циркуляция желчнх кислот. Основные пути превращения хиломикронов.
Всасывание- продукты гидролиза липидов –жирные кислоты с длинным углеводородным радикалом, 2-моноацилглицеролы, халестеролы, а так же соли желчных кислот образуют в просвете кишечника структуры, называемые смешанными мицелами. Мицеллы сближаются со щёточной коёмой клеток слизистой оболочки тонкого кишечника и липидные компоненты мицелл диффундируют через мембраны внутрь клеток. Вместе с продуктами гидролиза липидов всасываются жирорастворимые витамины A,D,E,K и соли желчных кислот. Желчные кислоты далее попадают через воротную вену к печень, из печени вновь секретируются в желчный пузырь и далее опять участвуют в эмульгировании жиров. Пути: ХМ; ЛПОНП; ЛППП; ЛПНП; ЛПВП.
Липопротеины. Биологическая роль. Место образования, строение. Состав. Метаболические превращения ЛПОНП, ЛПНП, ЛПВП. Роль апопретеинов С-2, В100, Е, А-I в метаболизме липопретеинов.
Липопротеины-сферические частицы, в которых можно выделть гидрофобную сердцевину, состоящую из триацилглицеридов и эфиров холестерина и амфифильную оболочку, в состав которой входят фосфолипиды и белки. Роль-межорганный транспорт липидов в организме, белки оболочки липопротеинов называются апобелками. Функция апобелков: эмульгаторы(растворяют жиры в плазме), некоторые-регуляторы активности ферментов липидного обмена, некоторые обладают собственной ферментативной активностью, служат лигандами клеточных рецепторов для липопретеидов, многие апобелки осуществляют транспорт липидов из одного липопротеина в другой. Липопретеины отл по составу-разное соотношение липидов и белка, следовательно разная плотность. Разделяют методом ультрацинтрифугирования (ЛПВП-ЛПНП-ЛППП-ЛПОНП-ХМ — с низу в верх)и электрофорезом (ХМ-ЛПОНП-ЛППП-ЛПНП-ЛПВП — слева на прав о).
| ХМ | Образуются в кл кишечника. Роль-перенос экзогенного жира из кишечника в ткани, в основном в жировую и экзогенного холестерина в печень. | Триацилглицерины-холестерин и эфиры-фосфолипиды-апобелки(апоА и апоВ48) |
| ЛПОНП | В печени. Транспорт эндогенного жира, синтезир в печени из избытка углеводов, попадают в жировую ткань. | Эндогенные триацилглицерины-фосфолипиды-эфиры холестерина и холестерол-белковая часть(апоВ100) |
| ЛПНП | Образуются из ЛПОНП в крови через стадию ЛППП. Роль-транспорт эндогенного холестерина в ткани. | Холестерин и эфиры-белковая часть(апоВ100)-фосфолипиды-эндогенные триацилглицериды. |
| ЛПВП | В печени образуются. Роль-транспорт холестерина из ткани в печень и фосфолипидов из печени в ткани т е удаление холестерина из тканей. | Белковая часть-фосфолипиды-холестерин и эфиры-эндогенные триацилглицериды. |
Липолиз. Бета-окисление ВЖК. Биологическое значение. Локализация в клетке, схема процесса, энергетический эффект.
Липолиз-распад жиров. Вторй этап катаболизма. Три этапа: 1Гидролиз жира до глицерина и ЖК, 2Превращение глицерина в ацетил-КоА, 3.Окисление ЖК до ацетил-КоА. Липолиз происходит в ходе мышечной работы и при голодании, в результате образуютя глицерин и ЖК, расходуются как источник энергии. Биосинтез холестерина: 1. Из трех молекул ацетилКоА образуется мевалонат. Фермент-ГМГ КоА редуктаза. 2. Мевалонат превращается в активный изопрен за счет его декарбоксилирования и с затратой АТФ. 3. Изомерезация сквалена в циклическое производное. 4. Образование молекулы холестерина. Бетта-окисление: процесс циклический, за каждый оборот цикла от ЖК отщепляется 2 углеродных атома в виде ацетильного остатка, укороченный на 2 углеродных атома ацилКоА снова подвергается окислению. Образующийся Ацетил КоА может дальше вступить в цикл трикарбоновых кислот.
· Распад глицерина. Схема процесса, энергетический эффект. Анаболические превращения глицерина.
Окисление холестерина: глицерин- глицеринкиназа -глицерол-3-фосфат- дегидрогеназ а-фосфодиоксиацетон- изомераза -фосфоглицериновый альдегид- гликолиз -. Эффект-19 АТФ.
· Липогенез в печени и жировой ткани. Виды жировой ткани, особенности метаболизма. Ожирение. Роль лептина.
Липогенез-синтез жира осуществляемый в жировой ткани и печени. Для его осуществления необходим глицерин в активной форме — фосфоглицерин, он может быть получен Путем активации глицерина с помощью глицеринкиназы или Путем восстановления фосфодиоксиацетона, полученного при распаде глюкозы. Кроме глицерина, для синтеза нейтрального жира необходимы жирные кислоты в активной форме. Активная форма любой жирной кислоты – Ацил-КоА. Образуется при участии фермента ацил-КоА-синтазы. Следующий этап-образование фосфатидной кислоты. Ключевой фермент липогенеза-глицерол-3-фосфат. Инсулин-стимулятор, адреналин-ингибитор. 2 типа:бурая и белая. Бурая(шея, верхняя часть груди, между лопатками, подмышечная впадина). Еекл. –большое кол-во митохондрий. Всся энергия образ. При окис. Субстрата. Выдел в виде теплоты. Белая(повсеместно) ф-ии: защита внутр. Органов от механ. Поврежд. Энергия в виде триглицеридов и продукции веществ. Обладают регуляторным действием.
При ожирении развивается нарушение толерантности к глюкозе. Наблюдается гиперлипопротеинемия, за счет триацилглицеринов и холестерина, развивается инсулинорезистентность жировых клеток, наблюдается гиперинсулинемия, повышается секреция глюкокортикоидов, наюлюдается меньшее колегбание гормона роста в плазме крови. После снижения массы тела все метаболические процессы нормализуются. У мужчин жир откладывается в верхней части туловища. У женищин в нижней. Метаболические последствия ожирения более тесно связаны с верхним ожиреним (абдоминальным).
ЛЕПТИН (от лат. Leptos – тонкий, худой). По химической природе – полипептид, синтезируется в адипоцитах. Лептин – гормон жировой ткани (поэтому жировую ткань можно отнести к эндокринным). Рецепторы к лептину расположены в гипоталамусе и в тканях репродуктивной системы. Лептин снижает выработку нейропептида Y, который вызывает повышение аппетита и усиливает синтез жира (точные механизмы воздействия пока неясны).Лептин также стимулирует выработку разобщающих белков бурого жира. Суммарный эффект лептина: снижение аппетита и усиление липолиза. Концентрация лептина в крови пропорциональна количеству жировых клеток. Поэтому, можно считать, что лептин передает в головной мозг информацию о количестве жира в организме. Лептин также усиливает репродуктивную функцию человека. В настоящее время ведутся работы над созданием рекомбинантного лептина для лечения ожирения.
· Ацетил КоА как центральный метаболит обмена липидов. Кетогнез. Кетоновые тела, биологическое значение их превращений.
В результате ->:8A;5=8O образуется Ацетил-КоА. В печени образуется больше Ацетил-КоА, чем ей требуется. Печень - "орган-альтруист" и поэтому печень отправляет глюкозу в другие ткани. Печень стремится направить в другие ткани и свой собственный Ацетил-КоА, но не может, так как для Ацетил-КоА клеточные мембраны непроницаемы. Поэтому в печени из Ацетил-КоА синтезируются специальные вещества, которые называются "КЕТОНОВЫЕ ТЕЛА". КЕТОНОВЫЕ ТЕЛА - ЭТО ОСОБАЯ ТРАНСПОРТНАЯ ФОРМА АЦЕТИЛ-КоА! Кетоновые тела синтезируются в печени, легко проходят через митохондриальные и клеточные мембраны и поступают в кровь. Кровью они транспортируются во все другие ткани. Используются только ацетоацетат и бета-гидроксибутират. Их утилизация происходит в митохондриях. Испульзуется в качестве энергии.
В норме процессы синтеза и использования кетоновых тел уравновешены, поэтому концентрация кетоновых тел в крови и в тканях обычно очень низка, и составляет 0.12 - 0.30 ммоль/л. Кетогенез-образование кетоновых тел при диабете, голодании, или избыточном употреблении жирной пищи.
· Эйказоноиды. Роль фосфолипазы А2. Циклооксигеназы, липооксигеназа в образовании простогландинов, тромбоксанов, лейкотриенов. Биологическая роль эйкозаноидов. Лекарственные препараты-ингибиторв циклооксигеназы.
Эйказоноиды-БАВ, синтезируются всеми типами клеток и могут действовать по аутосомному и паракринному механизму и через специальные рецепторы. Производные полиненасыщенных жирных кислот. Роль-участие в сокращении ГМК, активируют экскрецию воды и натрия почками и регулируют АД, регулируют процессы свертывания крови. Основной субстрат для синтеза-арахидоновая кислота. Выделяют три основные группы эйкозаноидов:
простагландины
лейкотриены
тромбоксаны
Простагландины (Pg) – синтезируются практически во всех клетках, кроме эритроцитов и лимфоцитов. Выделяют типы простагландинов A, B, C, D, E, F. Их функции сводятся к изменению тонуса гладких мышц бронхов, мочеполовой и сосудистой систем, желудочно-кишечного тракта, при этом направленность изменений различна в зависимости от типа простагландинов и условий. Они также влияют на температуру тела.
Простациклины являются подвидом простагландинов (Pg I), но дополнительно обладают особой функцией — ингибируют агрегацию тромбоцитов и обусловливают вазодилатацию. Особенно активно синтезируются в эндотелии сосудов миокарда, матки, слизистой желудка.
Тромбоксаны' (Tx) образуются в тромбоцитах, стимулируют их агрегацию и вызывают сужение мелких сосудов.
Лейкотриены (Lt) активно синтезируются в лейкоцитах, в клетках лёгких, селезёнки, мозга, сердца. Выделяют 6 типов лейкотриенов: A, B, C, D, E, F. В лейкоцитах они стимулируют подвижность, хемотаксис и миграцию клеток в очаг воспаления. Также вызывают сокращение мускулатуры бронхов в дозах в 100-1000 раз меньших, чем гистамин.
· Понятие о синтезе ВЖК в организме человека: локализация, исходные субстраты, типы химических реакций, роль пальмитатсинтетазы. Заменимые и незаменимые ЖК,
Синтез высших жирных кислот локализован в эндоплазматической сети клетки. Непосредственным источником синтеза является малонил-КоА, образующийся из ацетил-КоА и оксида углерода (IV) при участии АТФ. Биосинтез ВЖК носит циклический характер. Незаменимые-поступают с едой-линоленовая, линолевая, арахидоновая.
· Строение и биологическая роль холестерина. Понятие о синтезе и направлениях превращений холестерина. Роль ГМГ-КоА-редуктазы и липопротеинов в обмене холестерина.
Холестери́н (греч. χολή (желчь) + греч. στερεό (твёрдый; находящийся в твёрдом состоянии); синоним: холестерол) — природный жирный (липофильный) спирт, содержащийся в клеточных мембранах всех животных организмов за исключением безъядерных (прокариот). Нерастворим в воде, растворим в жирах и органических растворителях. Около 80 % холестерина вырабатывается самим организмом (печенью, кишечником, почками, надпочечниками, половыми желёзами), остальные 20 % поступают с пищей.[1] В организме находится 80 % свободного и 20 % связанного холестерина. Холестерин обеспечивает стабильность клеточных мембран в широком интервале температур. Он необходим для выработки витамина D, выработки надпочечниками различных стероидных гормонов, включая кортизол, кортизон, альдостерон, женских половых гормонов эстрогенов и прогестерона, мужского полового гормона тестостерона, а по последним данным — играет важную роль в деятельности синапсов головного мозга и иммунной системы, включая защиту от рака. Придает жесткость мембране, образует комплексы с апобелками-липопротеины.
· Жировая инфильтрация печени. Причины развития. Понятия о липотропных факторах и механихмах их действия.
Наиболее вероятными причинами развития жирового гепатоза являются: заболевания желудочнокишечного и билиарного трактов, ожирение, обходной кишечный анастомоз, длительное парентеральное питание, сахарный диабет 2 типа, синдром мальдигестии и мальабсорбции, глютеновая энтеропатия, болезнь ВильсонаКоновалова и некоторые другие генетически обусловленные заболевания, хроническая алкогольная интоксикация, некоторые лекарства (кортикостероиды, эстрогены, тетрациклины и др.), бактериальные инфекции, вирусы, системные заболевания и ряд других болезней и состояний (строгое вегетарианство и др.). Жир в клетках печени откладывается в результате:
Избыточного поступления в печень свободных жирных кислот (СЖК);
Снижения скорости b–окисления СЖК в митохондриях гепатоцитов;
Избыточного образования и всасывания СЖК в кишечнике;
Снижения синтеза липопротеинов разной плотности в самой печени;
Функциональной печеночной недостаточностью, обусловленной заболеванием печени. Пируват, Л-карнитин-повышают сжигание жира.
· Биохимические основы развития атеросклероза. Нарушения липидного обмена, дислипопротеинэмия при атеросклерозе. Направление коррекции нарушений липидного обмена.
Повреждаются кровеносные сосуды крупного и среднего размера. Причина развития-дисфузия эндотелия. Виды повреждений-механические-артериальная гипертензия, турбулентный кровоток, изменения в составе крови-гиперлипидэмия, повышение концентрации углекислого газа, повышенное содержание токсинов. На фоне первичного повреждения эндотелия на его поверхности образуется скопления моноцитов, которые проникают под эндотелий и преобразуются в пенестые клетки, они активируются процессами адгезии и агрегации тромбоцитов. Происходит образование пристеночного обмена. Активированные тромбоциты и сам эндотелий начинает продуцировать фактор роста, который вызывает гиперплазию гладких мышечных клеток медии и вызывает ее утолщение. Стимуляция ГМК приводит к усилению продукции компонентов соединительной ткани, в частности коллагена, что приводит к образованию атеросклеротической бляжки. Коррекция: не медицинская-диета, с пониженным содержанием жиров, коррекция веса, умеренные физические нагрузки, контроль АД, прекращение курения и употребления алкоголя. Медецинская-ингибиторы ГМГ КоА редуктазы(фермент синтеза холестерина), статины.
