МОБИЛИЗАЦИЯ ЖИРОВ
Мобилизация (распад) жиров из жировой ткани происходит:
а) при активной физической работе (стрессе)
=> концентрация адреналина
Конц-ия в крови:
Глюкозы 60-80 мг/дл
конц-ия глюкагона
конц-ия инсулина =>
инсулин/глюкагоновый индекс
б) в постабсорбтивный период
в) при голодании
Гормон глюкагон (адреналин) взаимодействует с R (рецептором) мембраны адипоцитов.
В ходе активации АЦ-системы: ПКАакт. фосфорилирует фермент ТАГ-липазу (гормоночувствительную липазу) => активность ТАГ-липазы => происходит гидролиз жиров:
Образующиеся в ходе гидролиза ТАГ Глицерол и ЖК – поступают в кровь.
Пути использования Глицерола и ЖК в тканях:
Глицерол – гидрофильная молекула транспортируется по крови в печень без участия переносчиков.
В печени Глицерол превращается в Глицерол-3-фосфат:
Глицерол-3-фосфат:
В постабсорбтивный период (и при голодании):
Вступает в глюконеогенез:
При интенсивной мышечной работе (стрессе):
Вступает в гликолиз, где используется в качестве источника энергии:
Жирные кислоты – гидрофобные молекулы, транспортируются к тканям по крови в комплексе с белком альбумином.
! Т.к. ЖК транспортируются по крови в комплексе с альбумином, они не диссоциируют в крови на ионы и => не влияют на pH крови.
В ходе мобилизации ТАГ, концентрация ЖК в крови
в 2 раза.
Отделившись от альбумина, ЖК проходят через клеточные мембраны в цитозоль клеток.
Аэробный катаболизм жирных кислот
Происходит во всех тканях, кроме:
– Нервная ткань (ЖК не проходят ГЭБ);
– Эритроциты (из-за отсутствия митохондрий)
Больше всего ЖК используют ткани:
3 этапа аэробного катаболизма ЖК:
β-окисление ЖК – специфический путь катаболизма;
Цикл Кребса – часть ОПК, в котором окисляются молекулы Ацетил-KoA, образованные в ходе β-окисления;
ЦПЭ и сопряженное с ней окислительное фосфорилирование АДФ.
Обеспечивают: окисление NADH и FADH2, образованных в ходе 1) и 2) этапов и синтез АТФ.
1 этапу предшествуют:
а) активация жирной кислоты;
б) транспорт ацильного остатка в матрикс митохондрий.
а) Активация ЖК происходит в цитозоле:
! В этой реакции реально тратится 2 АТФ 2-ая АТФ необходима для превращения АМФ в АДФ:
б) Далее происходит транспорт Ацил-KoA в матрикс митохондрий.
Внутренняя мембрана митохондрий непроницаема для Ацил-KoA, поэтому он переносится через внутреннюю мембрану митохондрии в комплексе с молекулой карнитина.
Карнитин образуется в клетках всех органов и тканей, но особенно много его содержится в мышцах.
Образование комплекса Ацильного остатка с карнитином катализирует фермент: Карнитинацилтрансфераза I.
Ацил-KoA в матриксе митохондрий вступает в -окисление.
Транспорт Ацил-KoA в матрикс митохондрий (альтернативная схема):
-окисление жирных кислот
! -окисление – циклический процесс.
За каждый цикл (кроме последнего) углеродный скелет ЖК укорачивается на 2 C-атома.
Отрываемый диуглеродный фрагмент: Ацетил-KoA.
В последнем цикле: получается сразу 2 Ацетил-KoA.
=> Количество циклов -окисления составляет:
 , где n – общее число С-атомов в молекуле ЖК.
Кол-во Ацетил-KoA = кол-ву циклов + 1 =  .
Кол-во АТФ, образующегося при -окислении равно: 
5 – кол-во АТФ, образованного в каждом цикле
(FADH2 2 АТФ и 1 NADH + H+ 3 АТФ)
=> 2 +3 = 5 АТФ
2 – энергия 2-х макроэргических связей АТФ используется на активацию ЖК в цитозоле.
Кол-во АТФ, образующегося при полном аэробном катаболизме ЖК до CO2 и H2O:
12 – кол-во АТФ, которое образуется при окислении Ацетил-KoA в цикле Кребса.
Кол-во АТФ при окислении ненасыщенной ЖК:
где m – кол-во = связей в молекуле ЖК.
Регуляция β-окисления
Скорость окисления жирных кислот зависит от:
а) V цикла Кребса;
б) отношения NADH / NAD+ (потребности клетки в энергии);
в) поступления О2 в ткани (гемоглобин, эффект Бора);
г) доступности коферментов:
– NAD+ (витамин РР)
– FAD ( В2)
– НSКоА ( В5 – пантотеновая кислота)
д) доступности субстрата – Ацил-KoA.
Регуляторный фермент β-окисления – Карнитинацилтрансфераза I.
=> регулируется не собственно β-окисление, а транспорт ацильного остатка из цитозоля в митохондрии.
Активаторы: АДФ, АМФ, Ацил-KoA
Ингибиторы: АТФ, Малонил-KoA (в основном:
в печени).
Гормональная регуляция окисления ЖК в печени
В клетках печени одновременно происходит и синтез и окисление ЖК.
Малонил-KoA (основной субстрат синтеза ЖК) основной аллостерический ингибитор Карнитинацилтрансферазы I.
Кол-во Малонил-KoA регулируется гормонами: Адреналином, Глюкагоном и Инсулином.
1. ситуация:
В постабсорбтивный период, при голодании и при стрессе:
2. ситуация:
В абсорбтивный период:
При участии Инсулина происходит дефосфорилирование Ацетил-KoA-карбоксилазы.
=> V синтеза ЖК => конц-ия Малонил-KoA => ингибируется Карнитинацилтрансфераза I => V β- окисления ЖК.
Кетоновые тела
В синтез кетоновых тел включается часть молекул Ацетил-KoA, которые образуются в ходе β-окисления.
Синтез кетоновых тел происходит в митохондриях печени:
! Конц-ия в крови -гидроксибутирата >> конц-ии Ацетоацетата, т.к. равновесие реакции:
Ацетоацетат -гидроксибутират сдвинуто из-за
конц-ии NADH, образующегося в ходе -окисления.
Основные Кетоновые тела: Ацетоацетат и β-гидроксибутират.
3-е кетоновое тело – ацетон тканями не используется.
В норме: синтез кетоновых тел незначительно в постабсорбтивный период.
Их конц-ия в крови при этом составляет
1-3 мг/дл.
Синтез кетоновых тел :
а) при голодании;
б) длительной физической нагрузке (стрессе);
в) диете, богатой ТАГ, но с низким кол-вом углеводов ("кремлевская" диета);
г) сахарном диабете.
Конц-ия кетоновых тел в крови:
При длительном голодании
50 мг/дл
При сахарном диабете
300 мг/дл
Регуляция синтеза кетоновых тел:
При голодании и физической нагрузке:
Гормоны Глюкагон (или Адреналин) через
АЦ-систему распад жира из жировой ткани
ЖК поступают в кровь и транспортируются в комплексе с альбумином в печень
В печени V -окисления ЖК и образуется большое кол-во Ацетил –KoA и NADH ( Ацетил –KoA; NADH).
Ацетил-KoA в печени может вступать в 2 процесса:
Синтез кетоновых тел (происходит только в печени);
Цикл Кребса
Но, в условиях голодания (стресса): V цикла Кребса в печени существенно снижена по 2 причинам:
Ингибирование регуляторных ферментов цикла Кребса конц-иями АТФ и NADH (аллостерическое ингибирование)
Утечка оксалоацетата из митохондрий в цитозоль клеток печени на глюконеогенез => накопление Ацетил-KoA и конц-ия Оксалоацетата.
Из 1 и 2 причин => избыток Ацетил-KoA используется на синтез кетоновых тел.
Регуляторный фермент синтеза кетоновых тел: ГМГ-KoA-синтаза.
Ингибитор фермента: HS-KoA.
При голодании и стрессе: при участии Глюкагона (Адреналина) происходит мобилизация ТАГ из жировой ткани => поток ЖК в печень и образуется Ацил-KoA.
Далее происходит перенос ацильных остатков через внутреннюю мембрану митохондрий в матрикс.
В матриксе митохондрий: HS-KoA используется в процессе -окисления, а также происходит взаимодействие Ацил-карнитина с HS-KoA =>
=> конц-ия HS-KoA =>
=> не происходит ингибирования ГМГ-KoA-синтазы и происходит V синтеза кетоновых тел.
Окисление (аэробный катаболизм) кетоновых тел
Кетоновые тела: Ацетоацетат и -гидроксибутират транспортируются из печени в кровь.
КТ – гидрофильные молекулы => транспортируются по крови без участия переносчиков.
При избыточном накоплении КТ в крови развивается кетоацидоз, т.к. они – легко диссоциирующие кислоты:
конц-ия кетоновых тел в крови – кетонемия
конц-ия кетоновых тел в моче – кетонурия
конц-ия кетоновых тел в крови – ацидоз, pH крови.
! Если pH крови от 7.2-7.4 до 6.8-7.0
=> нарушаются функции белков и ферментов крови => развивается кома и возможен летальный исход.
КТ активно окисляются в большинстве тканей организма.
Окисляются кетоновые тела в митохондриях:
В отличие от ЖК, они проходят ГЭБ и могут использоваться нервной тканью при длительном голодании.
Не используют КТ:
а) Печень нет фермента Сукцинил-KoA-ацетоацетаттрансферазы;
б) Эритроциты нет митохондрий.
Подсчет кол-ва АТФ при окислении кетоновых тел:
-гидроксибутират: 1 р-ция – 3 моль АТФ.
1 моль АТФ тратится на активацию Сукцината.
Из 2 моль Ацетил-KoA: в цикле Кребса образуется –
2*12=24 моль АТФ.
выход АТФ = 3 – 1 + 2*12 = 26 моль АТФ.
Ацетоацетат:
выход АТФ = – 1 + 2*12 = 23 моль АТФ.
ЭЙКОЗАНОИДЫ
ЭЙКОЗАНОИДЫ – это большая группа регуляторных молекул (паракринных гормонов).
Они образуются и функционируют практически во всех органах и тканях организма.
Субстраты для синтеза эйкозаноидов:
Полиеновые ЖК с 20 С-атомами:
Э йкозатриеновая 20:3
Эйкозатетраеновая 20:4
(Арахидоновая)
Эйкозапентаеновая 20:5 – ω3 жирная кислота.
Основное кол-во эйкозаноидов образуется из арахидоновой к-ты.
При употреблении рыбьего жира синтез эйкозаноидов из эйкозапентаеновой к-ты.
Синтез эйкозаноидов
Выделяют 2 пути синтеза эйкозаноидов:
1) Циклооксигеназный путь образуются простагландины (PG) и тромбоксаны (TX).
2) Липоксигеназный путь образуются лейкотриены (LT).
Буквы:
I
D
характеризуют структуру
заместителя в цикле
E
F
A
кол-во двойных связей в боковых цепях PG зависит от структуры ЖК – предшественника.
P GE1
PGE2
20:3 PGE1
20:4 PGE2
20:5 PGI3
Эйкозаноиды образуются в очень малых количествах, время их жизни – минуты или даже секунды.
Эйкозаноиды секретируются в межклеточное пространство и взаимодействуют с рецепторами близлежащих клеток:
Паракринный и аутокринный механизмы регуляции:
Эйкозаноиды регулируют:
1. тонус ГМК (гладкомышечных клеток) => влияют на:
а) АД (артериальное давление);
б) состояние бронхов, кишечника
2. функции макрофагов, поэтому стимулируют развитие воспалительной реакции
3. активность тромбоцитов, которые участвуют в процессе свертывания крови;
4. агрегацию и хемотаксис лейкоцитов.
Роль эйкозаноидов в регуляции свертывания крови:
Типы тромбоксанов и простагландинов, образованных из ω3 и ω6 жирных кислот:
Поэтому людям с повышенным риском тромбообразования рекомендуют принимать пищу (или препараты), содержащие ω-3 жирные кислоты.
 перейти в каталог файлов
| Образовательный портал
Как узнать результаты егэ
Стихи про летний лагерь
3агадки для детей |
Скачать 6.18 Mb.