Ответы на вопросы: Обмен Липидов

Липиды - органические вещества, характерные для живых организмов, нерастворимые в воде (гидрофобны), но растворимые в органических растворителях и друг в друге.

Дата добавления на сайт: 27 февраля 2024


Скачать работу 'Обмен Липидов':


«Обмен Липидов»
Вопрос 1.
Липиды - органические вещества, характерные для живых организмов, нерастворимые в воде (гидрофобны), но растворимые в органических растворителях и друг в друге.
Классификация:
I. Резервные жиры (нейтральные) – эфиры глицерина и ВЖК.
Триацилглицериды – абсолютно гидрофобные липиды, в составе содержат насыщенные жирные кислоты, запасаются в жировых клетках – адипоцитах и используются при голодании как источник энергии. Строение: глицерин + 3 насыщенные ВЖК.
II. Стерины – производные циклопентанпергидрофенантрена. Основной представитель холестерин, который входит в состав мембран, увеличивая ее жесткость. Из холестерина синтезируются желчные кислоты, стероидные гормоны и витамин Д;
III. Липиды мембран (полярные):
1. Глицеринсодержащие фосфолипиды – являются полярными липидами, в составе содержат ненасыщенные жирные кислоты, входят в состав клеточных мембран. Строение: ненасыщ. ВЖК + фосфорная к-та + аминоспирт + глицерин.
2. Сфинголипиды:
а) Сфингомиелины - являются полярными липидами, основными компонентами миелина, входят в состав мембран клеток мозга и нервной ткани. Строение: эфиры сфингозина + ВЖК + остаток фосфорной к-ты + холин.

б) Гликолипиды ( эфиры сфингозина + ВЖК+ остаток фосфорной к-ты + глюкоза или галактоза )
- Цереброзиды - входят в состав мембран клеток нервной ткани;
- Ганглиозиды – содержатся в основном в ганглиозных клетках нервной ткани, а также в плазматических мембранах других клеток, где участвуют в межклеточных контактов, выполняя роль рецепторов.
Взаимосвязь структуры, функций и нарушений обмена липидов:
Кислота называется жирной, если число углеродных атомов в ее молекуле больше четырех. Свободные жирные кислоты характерные для организма человека встречаются в очень небольшом количестве. В основном они находятся в составе других липидов. При этом они связаны с другими компонентами липидов сложноэфирной связью (эстерифицированы). Преобладают длинноцепочечные жирные кислоты (число атомов углерода 16 и выше).
Жирные кислоты, встречающиеся в организме: С16:0 – пальмитиновая, С18:0 – стеариновая, С18:1 – олеиновая (9:10), С18:2 – линолевая (9-10,12-13), С18:3 - линоленовая (9-10, 12-13, 15-16), С20:4 - арахидоновая (5-6, 8-9, 12-13, 15-16).
Большинство жирных кислот синтезируется в организме человека. Не синтезируются полиеновые кислоты (линолевая, линоленовая, арахидоновая, эйкозанпентаеновая) и должны поступать с пищей. Эти кислоты называют незаменимыми или эссенциальными.
Вопрос 2
1. Переваривание экзогенного жира обязательно требует предварительного эмульгирования.
Эмульгаторы – вещества амфифильной природы.
Общее в строении эмульгаторов: наличие гидрофильных и гидрофобных участков. Гидрофильным участком молекула эмульгатора растворяется в воде, гидрофобным - в жире. Благодаря этому создается большая площадь контакта жира с водной фазой, в которой находится фермент переваривающий жир.
В организме человека эмульгаторами являются желчные к-ты. Это вещества стероидной природы. Синтезируются в печени из холестерина путем окисления по монооксигеназному пути (свободно-радикальное окисление) в две первичные желчные кислоты: холевую и хенодезоксихолевую, которые затем связываются с аминокислотными остатками глицина и таурина.
Гидрофобным компонентом всех желчных кислот является производное холестерина. Гидрофильным компонентом – функциональные группы: гидроксильная, карбоксильная, сульфидная.
После приема жирной пищи желчный пузырь сокращается и желчь изливается в просвет двенадцатиперстной кишки. Желчный кислоты действуют как дергенты, располагаясь на поверхности капель жира и снижая поверхностное натяжение. В результате крупные капли жира распадаются на множество мелких (ЭМУЛЬГИРОВАНИЕ). Этому процессу еще способствует перистальтика кишечника.
2. Переваривание липидов – гидролиз сложноэфирных связей жиров панкреатической липазой преимущественно в положении 1 и 3, поэтому основными продуктами гидролиза являются свободные жирные кислоты и 2-моноацилглицеролы.
Основное место переваривания – кишечник (+ участвуют липазы языка )- При поступлении пищи в кишечник, слизистая секретирует в кровь гормон холецистокинин. Холецистокинин действует на желчный пузырь, стимулируя секрецию желчных кислот. Холецистокинин действует на поджелудочную железу, стимулируя секрецию пищеварительных ферментов.
- Другие клетки кишечника, при поступлении кислого содержимого из желудка, выделяют секретин – гормон, стимулирующий секрецию бикарбоната в сок поджелудочной железы.
- Ресинтез жира (образование триацилглицеродов в энтероцитах после всасывания продуктов переваривания липидов)
- Желчные кислоты по системе воротной вены возвращаются в печень, и могут снова поступать в желчь, этот процесс называется рециркуляцией желчных кислот.
Липиды пищи: Ферменты ВЖК: Место синтеза фермента: Продукты переваривания:
Триглицериды
Липазы Поджелудочная железа - моноацилглицериды- ВЖК
- глицерин
Фосфолипиды
Фосфолипиды:
А1, А2,С, D Поджелудочная железа - фосфат
- ЖК
- глицерин
Эфиры холестерина

ХолестеролэстеразаПоджелудочная железа холестерол + ЖК
Нарушения липидного обмена – стеаторея - появление в кале липидов.
В зависимости от этиологии различают три группы стеаторей:
1. панкреатогенная стеаторея обусловлена дефицитом панкреатической липазы. Это приводит к снижению интенсивности процессов гидролитического расщепления в кишечнике триацилглицеридов до глицерина и ЖК. Наблюдается обычно при панкреатинах, гипоплазии поджелудочной железы, наследственном дефиците липазы;
2. гепатогенная стеаторея связана с нарушением поступления желчи в 12-перстную кишку. В связи с этим жиры не эмульгируются и намного хуже подвергаются гидролизу липазой. Помимо этого в кале отсутствуют желчные пигменты. Наблюдается при закупорке или сужении желчных путей, гепатитах и циррозе;
3. энтерогенная стеаторея обусловлена снижением метаболической активности слизистой оболочки тонкого отдела, где происходит синтез собственных липидов организма. Наблюдается при наследственном дефиците ферментов синтеза липидов, воспалении слизистой оболочки и обширной резекции тонкого отдела кишечника.
Вопрос 3:
Всасывание продуктов переваривания липидов:
Продукты гидролиза липидов - жирные кислоты с длинным углеводородным радикалом, 2-моноацилглицеролы, холестерол, а также соли жёлчных кислот образуют в просвете кишечника структуры, называемые смешанными мицеллами. Мицеллы сближаются со щёточной каймой клеток слизистой оболочки тонкого кишечника, и липидные компоненты мицелл диффундируют через мембраны внутрь клеток. Вместе с продуктами гидролиза липидов всасываются жирорастворимые витамины A, D, Е, К и соли жёлчных кислот.
Наиболее активно соли жёлчных кислот всасываются в подвздошной кишке. Жёлчные кислоты далее попадают через воротную вену в печень, из печени вновь секретируются в жёлчный пузырь и далее опять участвуют в эмульгировании жиров. Этот путь жёлчных кислот называют "гепатоэнтеральная циркуляция". Каждая молекула жёлчных кислот за сутки проходит 5- 8 циклов, и около 5% жёлчных кислот выделяется с фекалиями.
Всасывание жирных кислот со средней длиной цепи, образующихся, например, при переваривании липидов молока, происходит без участия смешанных мицелл. Эти жирные кислоты из клеток слизистой оболочки тонкого кишечника попадают в кровь, связываются с белком альбумином и транспортируются в печень.

Вслед за процессом всасывания - происходит процесс ресинтеза жира.
Ресинтез жира – процессс образования триацилглицеридов в энтероцитах после всасывания продуктов переваривания липидов.
Значение ресинтеза- образование жиров, близких по составу к жирам организма. Из ресинтезированного жира, других липидов и апобелков формируются липопротеиновые частицы, а именно хиломикроны.
Основные пути превращения хиломикронов (ХМ):
1) Жиры, образовавшиеся в результате ресинтеза в клетках слизистой оболочки тонкого кишечника, упаковываются в ХМ. Основной апопротеин в составе ХМ - белок апоВ-48. В кишечнике в результате посттранскрипционных превращений "считывается" последовательность мРНК. Белок апоВ-48 синтезируется в шероховатом ЭР и там же гликозилируется. Затем в аппарате Гольджи происходит формирование ХМ.
2) По механизму экзоцитоза они выделяются в хилус, образующийся в лимфатической системе кишечных ворсинок, и через главный грудной лимфатический проток попадают в кровь. ХМ транспортируют жир к различным тканям.
3) В крови триацилглицериды, входящие в состав зрелых ХМ, гидролизуются ферментом липопротеин-липазой. В результате гидролиза молекул жиров ЛП-липазой образуются: глицерин, 3 молекулы жирных кислот и остаточные хиломикроны.
1640840927104) - Жирные кислоты в адипоциты (ВЖК триглицериды)
142176569850- Жирные кислоты в мыщцы (ВЖК CO2 + H2O + Энергия)
85979075565- Глицерин в гепатоциты для синтеза жиров (ХС, ЖК, аминокислот, глицерина)
187896550165- Остаточные хиломикроны эндоцитоз в печени внутрь клеток утилизация ферментами лизосом.Вопрос 4
Липопротеины - это сферические частицы, в которых можно выделить гидрофобную сердцевину (ядро), состоящую из триглицеридов (ТРГ) и эфиров холестерина (ЭХС) и амфифильную оболочку, в составе которой – фосфолипиды, гликолипиды и белки. Белки оболочки называются апобелками. Холестерин (ХС) обычно занимает промежуточное положение между оболочкой и сердцевиной. Компоненты частицы связаны слабыми типами связей и находятся в состоянии постоянной диффузии – способны перемещаться друг относительно друга.
Основная роль липопротеинов – транспорт липидов, поэтому обнаружить их можно в биологических жидкостях. При изучении липидов плазмы крови оказалось, что их можно разделить на группы, так как они отличаются друг от друга по соотношению компонентов. У разных липопротеинов наблюдается различное соотношение липидов и белка в составе частицы, поэтому различна и плотность. Липопротеины разделяют по плотности методом ультрацентрифугирования, при этом они не осаждаются, а всплывают (флотируют). Мерой всплывания является константа флотации, обозначаемая Sf (сведберг флотации). Липопротеины можно разделить и методом электрофореза. При классическом щелочном электрофорезе разные липопротеины ведут себя по-разному. При помещении липопротеинов в электрическое поле хиломикроны остаются на старте. Определение липопротеинового спектра плазмы крови применяется в медицине для диагностики атеросклероза.
Метаболические превращения ЛПОНП, ЛПНП, ЛПВП – см. лекции.
____________________________________________________________________________________________
Класс липопротеинов Место образования Функции Основные апопроидыХиломикроныЭнтероцитыТранспорт экзогенных триглицеродов. В-48С-ПЕ
ЛПОНП Клетки печени Транспорт липидов, синтезируемых в печени (эндогенных липидов) В-100С-ПЕ
ЛПНП Кровь (из ЛПОНП и ЛППП) Транспорт холестерола в ткани из печени В-100
ЛПВП Клетки печени – ЛПВП2, разные ткани – ЛПВП 3 Удаление избытка холестерола из клеток и других липопротеинов. Донор апопротеинов А, С-П A-IС-IIЕФункции апопротеинов:
В-48 - основной белок ХМ;
В-100 - основной белок ЛПОНП, ЛПНП, ЛППП, взаимодействует с рецепторами ЛПНП;
С-II - активатор ЛП-липазы, переносится с ЛПВП на ХМ и ЛПОНП в крови;
Е - взаимодействует с рецепторами ЛПНП;
A-I - активатор фермента лецитингхолестеролацилтрансферазы (ЛХАТ).
А так же:
1. Апобелки выполняют функцию эмульгаторов, потому что являются амфифильными веществами. 2. Некоторые из аполипопротеинов являются регуляторами активности ферментов липидного обмена. 3. Могут обладать собственной ферментативной активностью. Могут выступать в качестве лигандов клеточных рецепторов для липопротеинов. Многие апобелки осуществляют транспорт липидов из одного липопротеина в другой.
Вопрос 5
Липолиз – распад жира.
Катаболизм происходит в 3 этапа:
1 .Гидролиз жира до ТГ (триглицеридов) и ЖК. Обеспечивается липазами.
2. Глицерин ацетил-КоА3. бетта-окисление ЖК до ацетил-КоА.
Биологическая роль: 1) Энергетическая 2) Сигнальная.
Схемы этапов липолиза:
1 этап:
Продукты: глицерин, ЖК
(выходят из жировой ткани кровь клетки других тканей.)
Фермент: клеточная липаза. Транспорт ЖК обеспечивают альбумины.

________________________________________________________________________
2 этап: Распад Глицерина: (вопрос 6)
В механизме транспорта ЖК из цитоплазмы в митохондрию участвует спец. вещество – карнитин, которое усиливает сжигание жира при физических нагрузках.
____________________________________________________________________________________________
3 этап: β-Окисление
- специфический путь катаболизма жирных кислот, при котором от карбоксильного конца жирной кислоты последовательно отделяется по 2 атома углерода в виде ацетил-КоА. Метаболический путь - β-окисление - назван так потому, что реакции окисления жирной кислоты происходят у β-углеродного атома. Реакции β-окисления и последующего окисления ацетил-КоА в ЦТК служат одним из основных источников энергии для синтеза АТФ по механизму окислительного фосфорилирования. β-Окисление жирных кислот происходит только в аэробных условиях.
Особенности:
1. Циклический процесс. Ацил-КоА – возвращается в бетта-окисление ЖК, а ацетил-КоА – в ЦТК.
2. Субстрат – ЖК (стеариновая, пальмитиновая) ацил-КоА.
3. Продукт: ацетил-КоА.
4. Ферменты:
- ацил-КоА-дегидрогеназа (ФАД) - гидроксиацил-КоА-дегидрогеназа (НАД)

Активация жирных кислот . Перед тем, как вступить в различные реакции, жирные кислоты должны быть активированы, т.е. связаны макроэргической связью с коферментом А:
RCOOH + HSKoA + АТФ → RCO ~ КоА + АМФ + PPi.
Реакцию катализирует фермент ацил-КоА синтетаза. Выделившийся в ходе реакции пирофосфат гидролизуется ферментом пирофосфатазой: Н4Р2О7 + Н2О → 2 Н3РО4.
β-Окисление жирных кислот - специфический путь катаболизма жирных кислот, протекающий в матриксе митохондрий только в аэробных условиях и заканчивающийся образованием ацетил-КоА. Водород из реакций β-окисления поступает в ЦПЭ, а ацетил-КоА окисляется в цитратном цикле, также поставляющем водород для ЦПЭ. Поэтому β-окисление жирных кислот - важнейший метаболический путь, обеспечивающий синтез АТФ в дыхательной цепи.
1.β-Окисление начинается с дегидрирования ацил-КоА FAD-зависимой ацил-КоА дегидрогеназой с образованием двойной связи между α- и β-атомами углерода в продукте реакции - еноил-КоА.
2.Восстановленный в этой реакции кофермент FADH2 передаёт атомы водорода в ЦПЭ на кофермент Q. В результате синтезируются 2 молекулы АТФ.
3.В следующей реакции β -окисления по месту двойной связи присоединяется молекула воды таким образом, что ОН-группа находится у β-углеродного атома ацила, образуя β-гидроксиацил-КоА.
4. Затем β-гидроксиацил-КоА окисляется NАD+-зависимой дегидрогеназой. Восстановленный NADH, окисляясь в ЦПЭ, обеспечивает энергией синтез 3 молекул АТФ.
5. Образовавшийся β-кетоацил-КоА подвергается тиолитическому расщеплению ферментом тиолазой, так как по месту разрыва связи С-С через атом серы присоединяется молекула кофермента А. В результате этой последовательности из 4 реакций от ацил-КоА отделяется двухуглеродный остаток - ацетил-КоА.
6. Жирная кислота, укороченная на 2 атома углерода, опять проходит реакции дегидрирования, гидратации, дегидрирования, отщепления ацетил-КоА.
Энергетический эффект:
β-Окисление Количествомолекул АТФ
7 NADH (от пальмитоил-КоА до ацетил-КоА), окисление каждой молекулы кофермента в ЦПЭ обеспечивает синтез 3 молекул АТФ 21
7 FADHa, окисление каждой молекулы кофермента в ЦПЭ обеспечивает синтез 2 молекул АТФ 14
Окисление каждой из 8 молекул ацетил-КоА в ЦТК обеспечивает синтез 12 молекул АТФ 96
Суммарное количество молекул АТФ, синтезированных при окислении одной молекулы пальмитоил-КоА131
Вопрос 7
Синтез жиров активируется в абсорбтивный период и происходит в основном в жировой ткани и печени. Но если жировая ткань - место депонирования жира, то печень выполняет важную роль превращения части углеводов, поступающих с пищей, в жиры, которые затем секретируются в кровь в составе ЛПОНП и доставляются в другие ткани (в первую очередь, в жировую). Синтез жиров в печени и жировой ткани стимулируется инсулином. Мобилизация жира активируется в тех случаях, когда глюкозы недостаточно для обеспечения энергетических потребностей организма: в постабсорбтивный период, при голодании и физической работе под действием гормонов глюкагона, адреналина, соматотропина. Жирные кислоты поступают в кровь и используются тканями как источники энергии.
Синтез жиров происходит в абсорбтивный период в печени и жировой ткани.
Непосредственными субстратами в синтезе жиров являются ацил-КоА и глицерол-3-фосфат.
Ключевой фермент – ацетил-КоА-карбоксилаза.
Ингибиторы: адреналин и глюкагон.
Активаторы: инсулин и цитрат.
АТФ необходим для синтеза активных форм субстратов, используемых в процессе синтеза жира. Для синтеза нейтрального жира необходим глицерин в активной форме - глицерол-3-фосфат, который может быть получен двумя способами:
1. Путем активации глицерина с помощью глицеринкиназы.
2. Путем восстановления фосфодиоксиацетона, полученного при распаде глюкозы.
Кроме глицерина, для синтеза нейтрального жира необходимы ЖК в активной форме. Активная форма любой жирной кислоты – Ацил-КоА. Образуется при участии фермента ацил-КоА-синтазы. Здесь наблюдается глубокий распад АТФ до АМФ. АМФ не может вступить в окислительное фосфорилирование. Поэтому существует реакция: АТФ + АМФ 2АДФ. Поэтому затраты на активацию молекулы жирной кислоты эквивалентны затрате двух АТФ.
Следующим этапом на пути синтеза жира является реакция образования фосфатидной кислоты. Реакция катализируется ключевым ферментом липогенеза – глицерол-3-фосфатацилтрансферазой.
Для этого фермента нет аллостерических эффекторов, но обнаружен адипсин (ацилстимулирующий белок), который облегчает взаимодействие Ацил-КоА с ферментом.
Адипсин является продуктом протеолиза одного из компонентов системы комплемента. Относится к гормонам местного действия, так как вырабатывается в жировой ткани и действует там же.
Ацил-КоА синтезируется из Ацетил-КоА. ГБФ-путь распада углеводов обеспечивает синтез энергией. Образование Ацетил-КоА происходит в матриксе митохондрий. Синтез жирных кислот идет в цитоплазме на мембранах эндоплазматического ретикулума путем постепенного удлинения ацетил-КоА на 2 углеродных атома за каждый цикл. Удлинение высших жирных кислот, содержащих более 16 углеродных атомов, идёт путём реакций, обратных -окислению. Однако реакции синтеза жирных кислот до 16 углеродных атомов принципиально отличаются от реакций, обратных -окислению. Они протекают обходным обратным путём.
Отличия реакций синтеза высших жирных кислот от обратных бета-окислению: -окисление протекает в митохондриях, а синтез...

Похожие материалы:

Лекция: СРЕДСТВА ВЛИЯЮЩИЕ НА ОБМЕН КАЛЬЦИЯ И ФОСФОРА

Лекция: Биохимия твердых тканей зуба. Обмен веществ в эмали после прорезывания зубов

Статья: ХИМИЯ И ОБМЕН НУКЛЕИНОВЫХ КИСЛОТ

Курсовая работа: Белковый обмен в организме человека

Реферат: Обмен веществ