Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Особенности липидного обмена в органах

Особенности липидного обмена в органах

Печень Как и в обмене углеводов, печень играет ведущую роль в обмене липидов. Почти исключительно в печени локализованы процессы:

1. Биосинтез холестерина (из ацетил-КоА) " эндогенного", катаболизм холестерина, образование холестеридов ЛПОНП, ЛПВП.

2. Образование фосфолипидов (лецитин, кефалин, серилфосф. ).

3. Биосинтез ЛП (ЛОНП, ЛВП).

4. обмен желчных кислот (биосинтез, выведение, обратное всасывание). Таким образом, организм располагает только несколькими грамами жирных кислот (внутриклеточный фонд, желчный пузырь, желчные протоки), лишь несколько мг избегают обратного всасывания и попадают в экскременты.

5. Образование кетоновых тел (ацетоуксусная кислота, в-гидроксимасляная кислота, ацетон) - экспорт энергетического материала, регуляция синтеза и распада ТГ в жировых депо.

6. Биосинтез НЭЖК, переработка использованных ЖК с короткой углеродной цепью (особенно у детей).

7. Биосинтез ТГ (в норме резервы ТГ ў1% от веса печени), работа на экспорт.

Жировая ткань В норме жиры составляют около15% массы тела взрослого человека в зависимости от возраста, телосложения, пола (возможны широкие вариации). Резервы липидов сосредоточены в определенных анатомических образованиях (сальниковая брыжейка, костный мозг, подкожная клетчатка). Эти специальные жировые депо составляют высокодифференцированную жировую ткань, которая содержит специальные жировые клетки - адипоциты.

Данные клетки достаточно метаболически активны:

а) синтез НЭЖК в периоды изобилия;

б) синтез ТГ (из ЖК своих и транспортируемых и продуктов глю?? );

в) располагают активными механизмами освобождения ЖК из ТГ и обеспечение ими тканей в периоды???.

Кроме энергетической жировые отложения имеют другие функции: 2. изолирование глубокорасположенных органов от воздействия холода и чрезмерного тепла. 3. предохранение костей, органов, тканей от ударов и толчков. 4. " сглаживание" острых углов скелета, придавая формам тела округлость (эстетичность и привлекательность).

Полностью загруженный адипоцит состоит из тонкого пояска цитоплазмы, окружающей жировую каплю - липиды могут составлять 90% массы жировой ткани (среди них 99% ТГ), причем жиры более насыщены, чем в печени; тем не менее у человека в резервных жирах более 1/2 олеиновой (18: 1) и линолевой (18: 2).

Мышцы Широко распространенное мнение о том, что мышцы удовлетворяют свои потребности в энергии за счет только углеводов, ошибочно (в основном это за счет глюкозы в анаэробных условиях и за счет быстрого распада мышечного гликогена при работе) - обычно это кратковременная мышечная нагрузка.

В состоянии же покоя главным источником энергии для мышечной ткани являются жирные кислоты (окисление). Сердечная же мышца и гладкомышечные стенки кровеносных сосудов используют жиры и продукты их распада больше и охотней не только в период покоя, но и функционального напряжения. Длительная, средняя по напряженности работа скелетных мышц () требует катаболизма как углеводов, так и липидов, причем по мере увеличения длительности физической нагрузки. Помогают в этом такие гормоны, как катехоламины, глюкагон (стимулирует использование гликогена тканями и одновременно ускоряет липолиз в жировых депо). Помимо набора ферментов для окисления жирных кислот, в тканях есть ферменты, охотно окисляющие кетоновые тела.

Мозг, нервная ткань особенно богата липидами, которые могут составлять до 1/2 общей массы. Ткань мозга и нервов содержит немного ТГ, большая часть сложные липиды: ФЛ, сфингозин (липиды содержат аминоспирты с длинной углеродной цепью), холестерин (только в свободном виде). Все эти липиды могут быть синтезированы в ткани мозга из глюкозы и других низкомолекулярных соединений, особенно ЖК (все ЖК идут только на синтез ФЛ и сфингозина).

Митохондрии мозга и нервной инертны в отношении в-окисления ивесь ацетил-КоА получается из глюкозы, следовательно, основной источник энергии и активных соединений - глюкоза; в какой-то мере могут окисляться кетоновые тела (особенно при голодании! ).

Лекция 7

Общие аспекты метаболизма.

В живых организмах, находящихся в процессе постоянного контакта и обмена с окружающей средой, происходят непрерывные химические изменения, составляющие их метаболизм (множество ферментативных реакций). Масштабы и направление метаболических процессов очень разнообразны. Примеры:

а) число клеток E. coli в бактериальной культуре может удваиваться на 2/3 за 20 минут в простой среде с глюкозой и неорганическими солями. Эти компоненты поглощаются, но лишь немногие выделяются в среду растущей бактериальной клеткой, а она состоит приблизительно из 2. 5 тыс. белков, 1 тыс. органических соединений, разнообразных нуклеиновых кислот в количестве 10-3*10 молекул. Очевидно, что эти клетки участвуют в грандиозном биологическом спектакле, в котором планово поставляются огромное количество биомолекул необходимых для роста клеток. Не менее сильно впечатляет метаболизм взрослого человека, который сохраняет неизменную массу и состав тела приблизительно 40 лет, хотя за это время потребляет около 6 тонн твердой пищи и 37850 литров воды. Все вещества в организме превращаются (сложные в простые и наоборот) 2/3 ряд последовательных соединений, каждое из которых называется метаболитом. Каждое превращение - этап метаболизма.

F1 F2 F3 F4

A B C D E

Совокупность таких последовательных стадий катализируемых отдельными ферментами называется метаболическим путем. Из совокупности образных метаболических путей, их совместного функционирования складывается метаболизм. Это осуществляется последовательно а не хаотично (синтез аминокислот, распад глюкозы, жирных кислот, синтез пуриновых оснований). Мы знаем очень мало, отсюда и механизм действия лекарственных веществ очень прозрачен!!!

Весь путь метаболизма контролируется обычно первым - вторым этапом метаболизма (лимитирующий фактор, ферменты с аллостерическим центром - регуляторные).

Такие этапы называются ключевыми, а метаболиты на этих этапах ключевыми метаболитами.

Метаболиты, находящиеся на перекрестных путях метаболизма называются узловыми метаболитами.

F1 F2 F3

A B C D

Есть циклические пути обмена а) обычно участвует другое вещество и исчезает б) клетка обходится малым количеством метаболитов - экономия. Контрольные пути превращение основных питательных веществ

D N

Вторичный метаболизм образование веществ, требующихся в малых количествах.

Метаболический блок - нарушение этапа метаболизма.

Диагностика: по продуктам, субстрату (не обязательно проявляются); по активному ферменту (точно! ).

Фен

пища

Тир

Альбинизм Эндемический зоб

пигмент гомогент. к-та Тироксин

меланина

Алкаптурия

углекислый газ и вода

Регуляция метаболизма

Каждая реакция идет со скоростью, соизмеримой с потребностью клетки (" умные" клетки! ). Эти специфические определяют регуляцию метаболизма.

I. Регуляция скорости поступления метаболитов в клетку (на перенос влияют молекулы воды и градиента концентрации).

а) простая диффузия (например вода)

б) пассивный транспорт (нет затраты энергии, например пентозы)

в) активный транспорт (система переносчиков, АТФ)

II. Контроль количества некоторых ферментов Подавление синтеза ферментов конечным продуктом метаболизма. Это явление представляет собой грубый контроль метаболизма, например синтез ферментов, синтезирующих ГИС подавляется в присутствии ГИС в среде, бактериальной культуре. Грубый контроль - так как он реализуется в течение длительного времени пока разрушаются готовые молекулы фермента. Индукция одного или нескольких ферментов субстратами (увеличение концентрации специфического фермента). У млекопитающих подобное явление наблюдается спустя несколько часов или суток в ответ на индуктор.

III. Контроль каталитической активности а) ковалентная (химическая) модификация б) аллостерическая модификация (+/-) связи Модуляция активности уже присутствующим ферментом - это в основном аллостерическая регуляция (гомо-, гетеро-, гомогетероферменты) или действие активаторов - это тонкий механизм регуляции, так как мгновенно действует в ответ на изменение внутриклеточной среды. Эти регуляторные механизмы эффективны на клеточном и субклеточном уровнях, на межклеточном и органном уровнях регуляции, осуществляющейся гормонами, нейромедиаторами, внутриклеточными медиаторами, простогландинами.

Пути метаболизма:

1) катаболические

2) анаболические

3) амфоболитические (связывают первых два)

Катаболизм - последовательность ферментативных реакций, в результате которых происходит разрушение в основном за счет реакций окисления крупных молекул (углеводы, белки, липиды, нуклеиновые кислоты) с образованием легких (молочной и уксусной кислот, углекислого газа и воды) и выделением энергии заключенной в ковалентных связях различных соединений, часть энергии запасается в виде макроэргических связей, идущих затем на механическую работу, транспорт веществ, биосинтез крупных молекул.

Различают три стадии катаболизма:

I стадия - Пищеварение. Крупные пищевые молекулы расщепляются на строительные блоки под влиянием пищеварительных ферментов в ЖКТ, при этом выделяется 0. 5-1% энергии, заключающейся в связях.

II стадия - Унификации. Большое число продуктов, образовавшихся на 1 стадии дает во 2 стадии более простые продукты, Число которых невелико, при этом освобождается около 30% энергии. Ценна эта стадия еще тем, что освобождение энергии на этом этапе дает начало синтезу АТФ в бескислородных (анаэробных) условиях, что важно организму в условиях гипоксии.

III стадия - Цикл Кребса. (трикарбоновых кислот / лимонной кислоты). По сути это процесс превращения двухуглеродного соединения (уксусная кислота) в 2 моль углекислого газа, но этот путь очень сложный, циклический, многоферментный, основной поставщик электронов в дыхательную цепь, и соответственно молекул АТФ в процессе окислительного фосфорилирования. Почти все ферменты цикла находятся внутри митохондрий, поэтому доноры электронов ЦТК свободно отдают электроны непосредственно дыхательной цепи мембранной системы митохондрий.

Схема Цикла трикарбоновых кислот.

Сукцинил КоА - содержит макроэргическую тиоэфирную связь, способную трансформироваться в макроэргическую связь ГТФ (субстратное фосфорилирование).

ФАД - передает электроны на КoQ дыхательной цепи: электрон

альфакетоглутарат вода изоцитрат

альфакетоглутарат сукцинил КоА СО2

Кроме всего ЦТК - это 1 стадия одновременно анаболизма.

Анаболические Катоболические

пути пути

Высокомолекулярные Низкомолекулярные

продукты продукты

Физиологические Выведение из

функции организма

Анаболизм - это ферментативный синтез с затратой энергии крупных клеточных компонентов, включающий 3 стадии I стадия - это III стадия катаболизма, а другие 2 совпадают по использующимся ферментам и промежуточным продуктам, но есть и различия:

1) различные ферментные системы.

2) локализация процессов различна (например окисление жирных кислот идет в митохондриях, а синтез - в цитоплазме).

3) различные механизмы аллостерической и генетической регуляции.

4) различный качественный состав конечных продуктов анаболизма.

5) затрата энергии при анаболизме и выделение при катабо

лизме.

Есть в организме и амфиболические пути (одновременно идет и процесс распада и процесс синтеза). Наиболее крупные:

а) гликолиз фосфотриозы ацетил КоА