Тема: Метаболизм кетоновых тел. Биосинтез жирных кислот и нейтральных жиров. Обмен фосфолипидов.
Цель: На основе знаний об особенностях строения и функционирования мультиэнзимных комплексов сформировать представления о механизме синтеза высших жирных кислот. Изучить химизм процессов образования триацилглицеролов, фосфолипидов и кетоновых тел.
Значение: В организме человека большая часть липидов приходится на ТАГ, которые являются главными липидами жировых отложений и пищи. ВЖК, высвобождающиеся при гидролизе нейтральных жиров, составляют основной энергетический материал многих тканей. Они окисляются до ацетил-КоА и образуются из него, но эти процессы пространственно разобщены и катализируются разными ферментными системами. Компартментализация позволяет избирательно регулировать реакции синтеза и распада в соответствии с потребностями клетки.
Первостепенное значение биосинтеза ЖК заключается в трансформации избытка углеводов, поступающих в организм, и аккумулировании их энергии для использования через какое-то время в процессе работы или между приёмами пищи. При голодании окисление ВЖК протекает более интенсивно, в результате чего в печени синтезируются кетоновые тела, имеющие кислотную природу. Увеличение их концентрации в крови при некоторых патологических состояниях, например, при сахарном диабете, может привести к развитию кетоацидоза и даже к летальному исходу.
ФЛ и ГЛ представляют собой амфифильные соединения и идеально подходят для образования основных компонентов биологических мембран. Некоторые ФЛ выполняют и специфические функции: фосфатидилинозитолы служат предшественниками вторичных посредников переноса гормонального сигнала в клетки; ацетил-ФЛ, известный как тромбоцитактивирующий фактор, участвует в развитии ряда острых аллергических и воспалительных реакций у человека и животных; дипальмитоилфосфатидилхолин, являющийся основным компонентом сурфактанта лёгких, иногда отсутствует у недоношенных детей, в результате чего у них наблюдается расстройство дыхания. Таким образом, изучение метаболизма ТАГ, ВЖК и ФЛ имеет важное значение для понимания многих аспектов энергетического обмена и патологических отклонений, развивающихся в случае его нарушения.
Исходный уровень:
1. Классификация липидов, строение ТАГ, ВЖК, ФЛ, ГЛ и составляющих их компонентов (ВЖК, этаноламина, холина, серина, инозитола, сфингозина, моносахаридов, N-ацетилгалактозамина, N-ацетилнейраминовой кислоты).
2. Гидролиз и гидрогенизация жиров.
3. Классификация и номенклатура ферментов.
4. Общие пути катаболизма.
5. Тканевое дыхание и окислительное фосфорилирование. Пути синтеза АТФ.
6. Пентозофосфатный путь окисления глюкозы как источник восстановленного НАДФ.
Вопросы для самоподготовки:
1. Кетоновые тела, их строение, пути синтеза. Концентрация кетоновых тел в крови в норме, их утилизация тканями. Регуляция кетогенеза. Причины гиперкетонемии и кетонурии. Кетоацидоз.
2. Биосинтез жирных кислот: локализация процесса, строение мультиэнзимного комплекса синтазы ЖК, химизм реакций. Роль биотина, HSKoA, восстановленных форм НАДФ в процессе синтеза пальмитиновой кислоты.
3. Реакции удлинения углеводородной цепи в молекулах ВЖК. Процессы десатурации, образование олеиновой кислоты. Эссенциальные ЖК, их источники и роль в организме.
4. Биосинтез нейтральных жиров. Фосфатидная кислота как центральный метаболит обмена ТАГ и ФЛ.
5. Пути образования глицерофосфолипидов. Липотропные и антилипотропные вещества, их роль в синтезе ФЛ.
6. Анаболизм сфингомиелинов и гликолипидов.
Литература
Основная:
1. Лекции «Кетогенез. Утилизация кетоновых тел. Биосинтез жирных кислот, нейтральных жиров, фосфолипидов».
2. Биологическая химия: Учебник / Е.С. Северин, Т.Л. Алейникова, Е.В. Осипов, С.А. Силаева. – М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2008. – С. 209 – 216; 224 - 228.
3. Николаев А.Я. Биологическая химия. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицинское информационное агентство, 2004. – С. 291-297; 308-312.
4. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1998. – С. 194-199; 379-389; 392-398.
5.Ситуационные задачи по биохимии: Учебное пособие для студентов лечебного и педиатрического факультетов // Никитина Л.П., Гомбоева А.Ц., Соловьева Н.В. и др. – 2-е изд., испр. и доп. - Чита, 2003. – С. 14-16.
Дополнительная:
1. Биохимия / Под ред. Е.С.Северина – М., ГЭОТАР-МЕД, 2005 (2003). – С.399-417; 432-439.
2. Биохимия. Тесты и задачи: Учеб. пособие для студентов мед. вузов / Под ред. Е.С.Северина. – 2-е изд., перераб. – М.: ВЕДИ, 2005. – С.193-199.
3. Биологическая химия: Учебное пособие для студ. высших учебн. заведений / Под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – С. 214-222.
4. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами / Под ред. член-корр. Е.С.Северина, А.Я.Николаева. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. – С. 395-405.
5. Биохимия (в вопросах и ответах): Учеб. пособие для студентов мед. вузов. – М.: ВЕДИ, 2005. – С.64-66.
6. Щербак И.Г. Биохимия: Учебник. – СПб.: СПбГМУ, 2005. – С.247-253.
7. Важнейшие липиды тканей человека. Резервные липиды (жиры) и липиды мембран (сложные липиды). Жирные кислоты липидов тканей человека. Эссенциальные жирные кислоты: омега-3 и омега-6 кислоты как предшественники синтеза эйкозаноидов.
8.Эйкозаноиды, строение, номенклатура, функции. Биосинтез эйкозаноидов, лейкотриенов. Действие ингибиторов на биосинтез эйкозаноидов (Методичка для самостоятельной работы).
Лабораторная работа
