Промежуточные продукты процессов дыхания служат источником углеродных скелетов для синтеза липидов – жироподобных веществ входящих в состав всех живых клеток и играющих важную роль в жизненных процессах. Липиды выступают и как запасные вещества и как компоненты мембран, окружающих цитоплазму и все клеточные органеллы.

Липиды мембран отличаются от обычных жиров, тем, что у них в молекуле одна из трех жирных кислот заменена на фосфорилированный серин или холин.

Жиры присутствуют в любых растительных клетках, а так как жиры нерастворимы в воде, они не могут перемещаться в растениях. Поэтому биосинтез жиров должен происходить во всех органах и тканях растений из растворенных веществ поступающих в эти органы. Таким растворимыми веществами являются углеводы, поступающие в семена из ассимилирующих *. Наилучшим объектом для изучения биосинтеза жиров являются плоды масличных растений, в начале развития масличных семян главными составными частями семян являются вода, белки, небелковые азотистые соединения и нерастворимые сахара. При созревании происходит с одной стороны синтез белков из небелковых азотистых соединений, а с другой превращение углеводов в жиры.

Мы уделим внимание превращению углеводов в жиры. Начнем с простого. Из состава жиров. Жиры состоят из глицерина и жирных кислот. Очевидно, что при биосинтезе жиров должны образовываться эти компоненты – глицерин и жирные кислоты, входящие в состав жира. При биосинтезе жира было обнаружено, что жирные кислоты соединяются не со связанным глицерином, а с его фосфорилированным * - глицерол-3фосфатом. Исходным веществом для образования глицерол-3фосфата являются 3-фосфоглицериновый альдегид и фосфодиоксиацетон, которые представляют собой промежуточные продукты фотосинтеза и анаэробного распада углеводов

Восстановление фосфодиоксиацетона до глицерола -3фосфата катализируется ферментом глицеролфосфатдегидрогеназой, активной группой которого является никотинамидаденин-динуклеотид. Синтез жирных кислот идет более сложными путями. Мы видели, что большинство растительных жирных кислот имеют четное число углеродных атомов С 16 или С 18 . Этот факт давно обращал на себя внимание многих исследователей. Неоднократно высказывались предположения, что жирные кислоты могут образовываться в результате свободной конденсации уксусной кислоты или уксусного альдегида, т.е. из соединений имеющих два атома углерода С 2 . работами нашего времени было установлено, что в биосинтезе жирных кислот принимает участие не свободная уксусная кислота, а связанная с коферментом А – ацетилкофермент А. В настоящее время схему синтеза жирных кислот модно изобразить следующим образом. Исходным соединением для синтеза жирных кислот является ацетилкоферментА, который является главным продуктом анаэробного распада углеводов. Кофермент А может принимать участие в синтезе самых разнообразных жирных кислот. Первой * этих процессов является активирование кислот под действием АТФ. На первом этапе из уксусной кислоты под действием фермента ацетилкоферментаА * и затрат энергии АТФ образуется ацетилкофермент А и затем * т.е. происходит карбоксилирование ацетил коА и образование 3-х углеродных соединения. На последующих этапах происходит конденсация молекулы ацетилкофермента А.**************

Синтез жирных кислот происходит путем связывания молекулы ацетилкофермента А. Это первая стадия собственно синтеза жирных кислот.

Общий путь образования жиров из углеводов можно представить в виде схемы:

глицерол-3фосфат

Углеводы

Ацетилкофермент А → жирные кислоты → жиры

Как мы уже знаем жиры нем могут передвигаться из одних растительных тканей в другие и они синтезируются непосредственно в местах накопления. Возникает вопрос, в каких частях клетки, в каких клеточных структурах они синтезируются? В растительных тканях биосинтез жиров почти полностью локализован в митохондриях, сферосомах. Скорость синтеза жиров в клетках тесно связана с интенсивностью окислительных процессов, которые являются основными источниками энергии. Иными словами биосинтез жиров тесно связан с дыханием.

Распад жиров наиболее интенсивно происходит при прорастании семян масличных растений. Семена масличных культур содержат мало углеводов и основными запасными веществами в них являются жиры. Жиры отличаются от углеводов и белков не только тем, что при их окислении освобождается значительно больше энергии, но также и тем, что при окислении жиров выделяется повышенное количество воды. Если при окислении 1г белков образуется 0,41 г воды, при окислении 1 г углеводов 0,55 г, то при окислении 1 г жира 1,07 г воды. Это имеет большое значение для развивающегося зародыша, особенно при прорастании семян в засушливых условиях.

В работах связанных с изучением распада жиров доказано, что в прорастающих семенах наряду с убылью жиров накапливаются углеводы. Какими же путями могут синтезироваться углеводы из жиров? В общей форме этот процесс модно представить следующим образом. Жиры под действием липазы с участием воды расщепляются на глицерин и жирные кислоты. Глицерин фосфорилируется, затем окисляется и превращается в 3-фосфоглицериновый альдегид. 3-фосфоглицериновый альдегид изомеризуется и дает фосфодиоксиацетон. Далее под действием * и 3-фосфоглицеринового альдегида и фосфодиоксиацетона синтезируется фруктозо-1.6дифосфат. образовавший фруктозо-1.6дифосфат как мы уже знаем превращается в самые разнообразные углеводы, служащие для построения клеток и тканей растений.

Каков же путь превращений жирных кислот отщепляющихся при действии липазы на жиры?. На первом этапе жирная кислота в результате реакции с коферментом А и АТФ активируется и образуется ацетилкофермент А

R CН 2 СН 2 СООН+НS-КоА+АТФ→ RСН 2 СН 2 С- S – КоА

Активированная жирная кислота – ацетилкоферментА обладает большей реакционной способностью, чем свободная жирная кислота. В последующих реакциях вся углеродная цепочка жирной кислоты расщепляется на двууглеродные фрагменты ацетилкофермента А. Общую схему распада жиров в упрощенном виде можно представить следующим образом.

Заключение по синтезу распада жиров. И при распаде и при синтезе жирных кислот основная роль принадлежит ацетилкоферменту А. Ацетилкофермент А образовавшийся в результате распада жирных кислот может подвергаться далее различным превращениям. Основной путь его превращений – полное окисление через цикл трикарбоновых кислот до СО 2 и Н 2 О с выделением большого количества энергии. Часть же ацетилкофермента А может использоваться для синтеза углеводов. Такие превращения ацетилкофермента А могут происходить при прорастании семян масличных культур, когда в результате аминокислотного распада жирных кислот образуется значительное количество уксусной кислоты. При биосинтезе углеводов из ацетилкофермента А ОН, т.е. ацетилкофермент А включается в так называемый глиоксилатный цикл или цикл глиоксиновой кислоты. В глиоксилатном цикле изолимонная кислота расщепляется на янтарную и глиоксиновую кислоты. Янтарная кислота может принимать участие в реакции цикла трикарбоновых кислот и через * образовывать яблочную, а затем щавелево-уксусную кислоты. Глиоксиновая кислота вступает в соединения СО второй молекулой ацетилкофермента А и в результате этого также образуется яблочная кислота. В последующих реакциях яблочная кислота превращается в щавелево-уксусную – фосфоэнолпировиноградную – фосфоглицериновую и даже углеводы. Таким образом, образовавшаяся при распаде энергия кислот молекулы ацетата превращается в углеводы. Какова же биологическая роль глиоксилатного цикла? В реакциях этого цикла синтезируется глиоксиловая кислота, которая слуджит исходным соединением для образования аминокислоты глицина. Главная же роль благодаря существованию глиоксилатного цикла молекулы ацетата образующиеся при распаде жирных кислот превращаются в углеводы. Таким образом, углеводы могут образовываться не только из глицерина, но и из жирных кислот. Синтез конечных фотосинтетических продуктов ассимиляции, углеводов, сахарозы и крахмала в фотосинтетической клетке осуществляется разобщено: сахароза синтезируется в цитоплазме, крахмал образуется в хлоропластах.

Заключение. Сахара могут ферментативным путем переходить один в другой обычно при участии АТФ. Углеводы чрез сложную цепь биохимических реакций превращаются в жиры. Из продуктов распада жиров могут синтезироваться углеводы. Углеводы могут синтезироваться как из глицерина, так и из жирных кислот.

Биосинтез липидов

Триацилглицеролы – наиболее компактная форма запасания энергии организмом. Их синтез осуществляется, главным образом, из углеводов, поступающих в организм в избыточном количестве и не используемые для пополнения запаса гликогена.

Липиды могут образовываться и из углеродного скелета аминокислот. Способствует образованию жирных кислот, а в последующем триацилглицеролов и избыток пищи.

Биосинтез жирных кислот

В процессе окисления жирные кислоты превращаются в ацетил-КоА. Избыточное потребление с пищей углеводов также сопровождается распадом глюкозы до пирувата, который затем превращается в ацетил-КоА. Эта последняя реакция, катализируемая пируватдегидрогеназой, необратима. Ацетил – КоА из матрикса митохондрий в цитозоль транспортируется в составе цитрата (рис 15).

Матрикс митохондрий Цитозоль

Рис 15. Схема переноса ацетил – КоА и образование восстановленного НАДФН в процессе синтеза жирной кислоты.

Стереохимически весь процесс синтеза жирной кислоты можно представить следующим образом:

Ацетил-КоА + 7 Малонил-КоА + 14 НАДФН∙ + 7Н + 

Пальмитиновая кислота (С 16:0) + 7 СО 2 + 14 НАДФ + 8 НSКоА + 6 Н 2 О,

при этом 7 молекул малонил-КоА образуются из ацетил-КоА:

7 Ацетил-КоА + 7 СО 2 + 7 АТФ  7 Малонил-КоА + 7 АДФ + 7 Н 3 РО 4 + 7 Н +

Образование малонил-КоА является очень важной реакцией в синтезе жирной кислоты. Малонил-КоА образуется в реакции карбоксилирования ацетил-КоА при участии ацетил-КоА карбоксилазы, содержащей в качестве простетической группы биотин. Этот фермент не входит в состав мультиферментоного комплекса синтазы жирной кислоты. Ацетиткарбоксилаза является полимером (молекулярная масса от 4 до 810 6 Да), состоящим из протомеров с молекулярной массой 230кДа. Это мультифункциональный аллостерический белок, содержащий связанный биотин, биотинкарбоксилазу, транскарбоксилазу и аллостерический центр, активной формой которого является полимер, а 230-кДа протомеры неактивны. Поэтому активность образования малонил-КоА определяется соотношением между двумя этими формами:

Неактивные протомеры  активный полимер

Пальмитоил-КоА – конечный продукт биосинтеза сдвигает соотношение в сторону неактивной формы, а цитрат, являясь аллостерическим активатором, сдвигает это соотношение в сторону активного полимера.

Рис 16. Механизм синтеза малонил-КоА

На первом этапе в реакци карбоксилирования бикарбонат активируется и образуется N-карбоксибиотин. На втором этапе происходит нуклеофильная атака N-карбоксибиотина карбонильной группой ацетил-КоА и в реакции транскарбоксилирования образуется малонил-КоА (рис. 16).

Синтез жирной кислоты у млекопитающих связан с мультиферментным комплексом, названным синтазой жирной кислоты. Этот комплекс представлен двумя идентичными мультифункциональными полипептидами. В каждом полипептиде выделено три домена, которые расположены в определенной последовательности (рис.). Первый домен отвечает за связывание ацетил-КоА и малонил-КоА и соединение этих двух веществ. Этот домен включает ферменты: ацетилтрансферазу, малонилтрансферазу и ацетил-малонилсвязывающий фермент, который называют -кетоацилсинтаза. Второй домен , преимущественно, отвечает за восстановление промежуточного соединения, полученного в первом домене и содержит ацилпереносящий белок (АПБ), -кетоацилредуктазу и дегидратазу и еноил-АПБ-редуктазу. В третьем домене присутствует фермент тиоэстераза, которая освобождает образовавшуюся пальмитиновую кислоту, состоящую из 16 углеродных атомов.

Рис. 17. Структура пальмитатсинтазного комплекса. Цифрами обозначены домены.

Механизм синтеза жирной кислоты

На первом этапе синтеза жирной кислоты происходит присоединение ацетил-КоА к остатку серина ацетилтрансферазы (рис…). В сходной реакции образуется промежуточный интермедиат между малонил-КоА и остатком серина малонилтрансферазы. Затем ацетильная группа от ацетилтрансферазы переносится на SH-группу ацилпереносящего белка (АПБ). На следующем этапе происходит перенос ацетильного остатка на SH-группу цистеина -кетоацилсинтазы (конденсирующего фермента). Свободная SH-группа ацилпереносящего белка атакует малонилтрансферазу и связывает малонильный остаток. Затем происходит конденсация малонильного и ацетильного остатков при участии -кетоацилсинтазы с отщеплеием карбонильной группы от малонила. Результатом реакции является образование -кетоацила, связанного с АПБ.

Рис. Ракции синтеза 3-кетоацилАПБ в пальмитатсинтазном комплексе

Затем ферменты второго домена участвуют в реакциях восстановления и дегидратации интермедианта -кетоацил-АПБ, которые заканчиваются образованием (бутирил-АПБ) ацил-АПБ.

Ацетоацетил-АПБ (-кетоацил-АПБ)

-кетоацил-АПБ-редуктаза

-гидроксибутирил-АПБ

-гидроксиацил-АПБ-дегидратаза

Еноил-АПБ-редуктаза

Бутирил-АПБ

После 7 циклов реакций

Н 2 О пальмитоилтиоэстераза

Затем бутирильная группа переносится от АПБ к остатку цис-SH -кетоацилсинтазы. Дальнейшее удлинение на два углерода происходит путем присоединения малонил-КоА к остатку серина малонилтрансферазы, затем реакции конденсации и восстановления повторяются. Весь цикл повторяется 7 раз и заканчивается образованием пальмитоил-АПБ. В третьем домене пальмитоилэстераза гидролизует тиоэфирную связь в пальмитоил-АПБ и освобождается свободная пальмитиновая кислота выходит из пальмитатсинтазного комплекса.

Регуляция биосинтеза жирной кислоты

Контроль и регуляция синтеза жирных кислот, в известной мере, похожи на регуляцию реакций гликолиза, цитратного цикла, β-окисления жирных кислот. Основным метаболитом, участвующим в регуляции биосинтеза жирных кислот, является ацетил-КоА, поступающий из матрикса митохондрий в составе цитрата. Образующаяся из ацетил-КоА молекула малонил-КоА, ингибирует карнитинацилтрансферазу I и β-окисление жирной кислоты становится невозможным. С другой стороны, цитрат является аллостерическим активатором ацетил-КоАкарбоксилазы,а пальмитоил-КоА, стеаторил-КоА и арахидонил-КоА основными ингибиторами этого фермента.

Содержание: - биосинтез насыщенных ЖК - биосинтез ненасыщенных ЖК - биосинтез. ТГ и фосфатидов - биосинтез ХС. Пул ХС в клетке - механизм регуляции углеводного обмена - жиро-углеводный цикл Рэндла

Биосинтез ЖК Наиболее интенсивно протекает в ЖКТ, гепатоцитах, энтероцитах, лактирующей молочной железе. Источником углерода для биосинтеза ЖК яв-ся избыточные углеводы, аминокислоты, продукты метаболизма ЖК.

Биосинтез ЖК- это альтернативный вариант ßокисления, но осуществляемый в цитоплазме. Процесс ßокисления выдает энергию в форме FADH 2, NADH 2 и АТФ, а биосинтез ЖК, поглощает ее в такой же форме.

Исходным субстратом для синтеза яв -ся ацетил-Ко. А, образующийся в митохондриальном матриксе. Мембрана митохондрии не проницаема для ацетил-Ко. А, поэтому он взаимодействует с ЩУК с образованием цитрата, который свободно проходит в цитоплазму и там расщепляется до ЩУК и ацетил. Ко. А.

Увеличение цитрат в цитоплазме яв-ся сигналом к началу биосинтез ЖК. Цитрат + АТФ + НSКо. А ------ CН 3 -СО-SКо. А+ ЩУК +АДФ Реакция протекает под действием цитратлиазы.

Для синтеза ЖК необходима одна молекула ацетил-Ко. А, неактивированная, тогда как остальные должны быть активированы. СН 3 -СО-SКо. А + СО 2+ АТФ + биотин--------------- СООН-СН 2 -СО-SКо. А Ацетил-Ко. А-карбоксилаза Активатором фермента- Ацетил-Ко. Акарбоксилазы яв-ся цитрат Первой реакцией в биосинтезе яв-ся образование малонил-Ко. А.

Малонил-Ко. А - это начальный промежуточный продукт в синтезе жирных кислот, образованный из ацетил-Ко. А в цитоплазме.

Избыток ацетил-Ко. А в митохондриях не может самостоятельно пройти в цитоплазму. Проход через митохондриальную мембрану становится возможным благодаря цитратному шунту. Ацетил-Ко. А карбоксилаза катализирует образование малонил-Ко. А.

На эту реакцию расходуется СО 2 и АТФ. Таким образом, условия, которые способствуют липогенезу (наличие большого количества глюкозы), подавляют -окисление жирных кислот

Биосинтез ЖК осуществляется с помощью мультиферментного комплекса- пальмитоилсинтетазы жирных кислот. Она состоит из 7 ферментов, связанных с АПБ (ацилпереносящим белком). АПБ состоит из 2 сбъединиц, на каждую из которых приходится по 250 тыс. д. АПБ содержит 2 SН группы. После образования малонил-Ко. А происходит перенос ацетильного и малонильного остатков на АПБ.

Биосинтез ЖК будет протекать при высоком уровне глюкозы в крови, что обусловливает интенсивность гликолиза(поставщика ацетил-Ко. А), ПФП(поставщика NADFH 2 и СО 2). В условиях голодания, диабета, ситез ЖК маловероятен, т. к. нет. Гл(при диабете она не поступет в ткани, а находится в крови), следовательно будет низкой ативность гликолиза и ПФП.

Но в этих условиях в митохондриях печени имеются запасы СН 3 -СОSКо. А(источник ß-окисления ЖК). Однако этот ацетил-Ко. А не вступает в реакции синтеза ЖК, т. к. он должен лимитироваться продуктами ПЦ, СО 2 и NADH 2. В данном случае организму выгоднее синтезировать ХС, который требует только лишь NADFH 2 и ацетил-Ко. А, что происходит при голодании и диабете.

Биосинтез ТГ и ФЛ Синтез ТГ происходит из Глицерина (Гн) и ЖК в основном стеариновой, пальмитиновой олеиновой. Путь биосинтез ТГ в тканях протекает через образование глицерол-3 фосфата, как промежуточного соединения. В почках, энтероцитах, где активность глицеролкиназы высокая, Гн фосфорилируется АТФ до глицеролфосфата.

В жировой ткани и мыщцах, вследствие очень низкой активности глицеролкиназы, образование глицеро-3 -фосфата, в основном связано с гликолизом. Известно, что пригликолизе образуется ДАФ(диоксиацетонфосфат), который в присутствии глицеролфосфат-ДГ способен превращаться в Г-3 ф (глицерол-3 фосфат).

В печени наблюдаютсяоба пути образования г-3 -ф. В тех случаях, когда содержанеи Глюкозы в ЖК понижено(при голодании), образуется лишь незначительное количество Г-3 -ф. Поэтому, освободитвшиеся в результате липолиза ЖК не могут быть использованы ввиду этого для ресинтеза. Поэтому они покидают ЖТ и количество резервного жира снижается.

Синтез ненасыщенных жирных кислот из насыщенных с параллельным удлинением цепи. Десатурация проходит под действием микросомального комплекса ферментов, состоящего из трех компонентов белковой природы: цитохрома b 5, цитохром b 5 редуктазы и десатуразы, которые содержат в своем составе негемовое железо.

В качестве субстратов используются НАДФН и молекулярный кислород. Из этих компонентов образуется короткая цепь переноса электронов, с помощью которой на короткий период времени в молекулу жирной кислоты включаются гидроксильные группы

Затем они отщепляются в виде воды, в результате в молекуле жирной кислоты формируется двойная связь. Имеется целое семейство субъединиц десатуразы, которые специфичны к определенному месту введения двойной связи.

Происхождение ненасыщенных жирных кислот в клетках организма. Метаболизм арахидоновой кислоты n Незаменимые и заменимые - Среди ненасыщенных жирных кислот в организме человека не могут синтезироваться -3 и -6 жирные кислоты в связи с отсутствием ферментной системы, которая могла бы катализировать образование двойной связи в положении -6 или любом другом положении, близко расположенном к концу.

К таким жирным кислотам относятся линолевая кислота (18: 2, 9, 12), линоленовая кислота (18: 3, 9, 12, 15) и арахидоновая кислота (20: 4, 5, 8, 11, 14). Последняя является незаменимой только при недостатке линолевой кислоты, поскольку в норме она может синтезироваться из линолевой кислоты

У человека при недостатке в пище незаменимых жирных кислот описаны дерматологические изменения. Обычный рацион взрослых людей содержит достаточное количество незаменимых жирных кислот. Однако у новорожденных, которые получают рацион, обедненный жирами, отмечаются признаки поражения кожи. Они проходят, если в курс лечения включается линолевая кислота.

Случаи подобного дефицита наблюдаются и у пациентов, которые длительное время находятся на парентеральном питании, обедненном незаменимыми жирными кислотами. В качестве профилактики такого состояния достаточно, чтобы в организм поступали незаменимые жирные кислоты в количестве 1 -2% от общей калорической потребности.

Синтез ненасыщенных жирных кислот из насыщенных с параллельным удлинением цепи. Десатурация проходит под действием микросомального комплекса ферментов, состоящего из трех компонентов белковой природы: цитохрома b 5, цитохром b 5 редуктазы и десатуразы, которые содержат в своем составе негемовое железо. В качестве субстратов используются НАДФН и молекулярный кислород.

Из этих компонентов образуется короткая цепь переноса электронов, с помощью которой на короткий период времени в молекулу жирной кислоты включаются гидроксильные группы. Затем они отщепляются в виде воды, в результате в молекуле жирной кислоты формируется двойная связь. Имеется целое семейство субъединиц десатуразы, которые специфичны к определенному месту введения двойной связи.

Образование и утилизация кетоновых тел n Двумя основными видами ацетоновых тел являются ацетоацетат и гидроксибутират. -гидроксибутират это восстановленная форма ацетоацетата. Ацетоацетат образуется в клетках печени из ацетил~Ко. А. Образование происходит в митохондриальном матриксе.

Первоначальная стадия этого процесса катализируется ферментом - кетотиолазой. Затем ацетоацетил. Ко. А конденсируется со следующей молекулой ацетил-Ко. А под влиянием фермента ГОМГ-Ко. А синтетазы. В результате образуется -гидрокси- метилглютарил-Ко. А. Затем фермент ГОМГ-Ко. А лиаза катализирует расщепление ГОМГ-Ко. А на ацетоацетат и ацетил-Ко. А.

В дальнейшем ацетоуксусная кислота восстанавливается под влиянием фермента bгидроксибутиратдегидрогеназы и в результате образуется b-оксимасляная кислота.

Затем фермент - ГОМГ-Ко. А лиаза катализирует расщепление ГОМГ -Ко. А на ацетоацетат и ацетил. Ко. А. В дальнейшем ацетоуксусная кислота восстанавливается под влиянием фермента bгидроксибутиратдегидрогеназы и в результате образуется bоксимасляная кислота.

n эти реакции происходят в митохондриях. В цитозоле имеются изоферменты - кетотиолазы и ГОМГ~Ко. А синтетазы, которые также катализируют образование ГОМГ~Ко. А, но в качестве промежуточного продукта в синтезе холестерола. Цитозольный и митохондриальный фонды ГОМГ~Ко. А не смешиваются.

Образование кетоновых тел в печени контролируется состоянием питания. Такое контрольное действие усиливается инсулином и глюкагоном. Принятие пищи и инсулин снижают образование кетоновых тел, в то время как при голодании стимулируется кетогенез вследствие увеличения количества жирных кислот в клетках

При голодании усиливается липолиз, растет уровень глюкагона и концентрация ц. АМФ в печени. Происходит фосфорилирование, тем самым активация ГОМГ-Ко. А синтетазы. Аллостерическим ингибитором ГОМГ-Ко. А синтетазы выступает сукцинил-Ко. А.

n В норме кетоновые тела являются источником энергии для мышц; при продолжительном голодании они могут использоваться центральной нервной системой. Следует иметь ввиду, что окисление кетоновых тел не может проходить в печени. В клетках других органов и тканей оно протекает в митохондриях.

Такая избирательность обусловлена локализацией ферментов, катализирующих этот процесс. Сначала -гидроксибутират дегидрогеназа катализирует окисление гидроксибутирата до ацетоацетата в НАД+ -зависимой реакции. Затем с помощью фермента, сукцинил Ко. А Ацетоацетил Ко. А трансферазы, кофермент А перемещается с сукцинил Ко. А на ацетоацетат.

Образуется ацетоацетил Ко. А, который является промежуточным продуктом последнего витка -окисления жирных кислот. Этот фермент в печени не образуется. Именно поэтому там не может происходить окисление кетоновых тел.

Зато спустя несколько суток после начала голодания в клетках мозга начинается экспрессия гена, кодирующего этот фермент. Тем самым мозг адаптируется к использованию кетоновых тел в качестве альтернативного источника энергии, снижая свою потребность в глюкозе и белке.

Тиолаза довершает расщепление ацетоацетил-Ко. А, встраивая Ко. А по месту разрыва связи между и углеродными атомами. В результате образуется две молекулы ацетил-Ко. А.

Интенсивность окисления кетоновых тел во внепеченочных тканях пропорциональна их концентрации в крови. Общая концентрация кетоновых тел в крови обычно ниже 3 мг/100 мл, а средняя ежесуточная экскреция с мочой составляет приблизительно от 1 до 20 мг.

В определенных метаболических условиях, когда происходит интенсивное окисление жирных кислот, в печени образуются значительные количества так называемых кетоновых тел.

Состояние организма, при котором концентрация кетоновых тел в крови выше нормальной, называется кетонемией. Повышенное содержание кетоновых тел в моче называется кетонурией. В тех случаях, когда имеет место выраженная кетонемия и кетонурия, в выдыхаемом воздухе ощущается запах ацетона.

Он обусловлен спонтанным декарбоксилированием ацетоацетата в ацетон. Эти три симптома кетонемия, кетонурия и запах ацетона при дыхании объединяются общим названием - кетоз

Кетоз возникает в результате недостатка доступных углеводов. Например, при голодании их мало поступает (или не поступает) с пищей, а при сахарном диабете, вследствие недостатка гормона инсулина, когда глюкоза не может эффективно окисляться в клетках органов и тканей.

Это приводит к дисбалансу между этерификацией и липолизом в жировой ткани в сторону интенсификации последнего. Он обусловлен спонтанным декарбоксилированием ацетоацетата в ацетон.

Количество ацетоацетата, которое восстанавливается в -гидроксибутират, зависит от соотношения НАДН/НАД+. Восстановление это происходит под влиянием фермента гидроксибутиратдегидрогеназы. Печень служит главным местом образования кетоновых тел благодаря высокому содержанию ГОМГ-Ко. А синтетазы в митохондриях гепатоцитов.

Биосинтез ХС ХС синтезируется гепатоцитами(80%), энтероцитами (10%) , клетками почек (5%), и кожей. В сутки образуется 0. 3 -1 г ХС(эндогенный пул).

Функции ХС: - Непременный участник клеточных мембран - Предшественние стероидных гормонов - Предшественник желчных кислот и витамина Д

После расщепления полимерных липидных молекул полученные мономеры всасываются в верхнем отделе тонкого кишечника в начальные 100 см. В норме всасывается 98% пищевых липидов.

1. Короткие жирные кислоты (не более 10 атомов углерода) всасываются и переходят в кровь без каких-либо особенных механизмов. Этот процесс важен для грудных детей, т.к. молоко содержит в основном коротко- и среднецепочечные жирные кислоты. Глицерол тоже всасывается напрямую.

2. Другие продукты переваривания (длинноцепочечные жирные кислоты, холестерол, моноацилглицеролы) образуют с желчными кислотами мицеллы с гидрофильной поверхностью и гидрофобным ядром. Их размеры в 100 раз меньше самых мелких эмульгированных жировых капелек. Через водную фазу мицеллы мигрируют к щеточной каемке слизистой оболочки. Здесь мицеллы распадаются и липидные компоненты диффундируют внутрь клетки, после чего транспортируются в эндоплазматический ретикулум.

Желчные кислоты также здесь могут попадать в энтероциты и далее уходить в кровь воротной вены, однако бóльшая их часть остается в химусе и достигает подвздошной кишки, где всасывается при помощи активного транспорта.

Ресинтез липидов в энтероцитах

Ресинтез липидов – это синтез липидов в стенке кишечника из поступающих сюда экзогенных жиров, одновременно могут использоваться и эндогенные жирные кислоты, поэтому ресинтезированные жиры отличаются от пищевых и более близки по составу к "своим" жирам. Основная задача этого процесса – связать поступившие с пищей средне- и длинноцепочечные жирные кислоты со спиртом – глицеролом или холестеролом. Это, во-первых, ликвидирует их детергентное действие на мембраны и, во-вторых, создает их транспортные формы для переноса по крови в ткани.

Поступившая в энтероцит (как и в любую другую клетку) жирная кислота обязательно активируется через присоединение коэнзима А. Образовавшийся ацил-SКоА участвует в реакциях синтеза эфиров холестерола, триацилглицеролов и фосфолипидов.

Реакция активации жирной кислоты

Ресинтез эфиров холестерола

Холестерол этерифицируется с использованием ацил-SКоА и фермента ацил-SКоА:холестерол-ацилтрансферазы (АХАТ).

Реэтерификация холестерола напрямую влияет на его всасывание в кровь. В настоящее время ищутся возможности подавления этой реакции для снижения концентрации ХС в крови.

Реакция ресинтеза эфиров холестерола

Ресинтез триацилглицеролов

Для ресинтеза ТАГ есть два пути:

Первый путь, основной – 2-моноацилглицеридный – происходит при участии экзогенных 2-МАГ и ЖК в гладком эндоплазматическом ретикулуме энтероцитов: мультиферментный комплекс триацилглицерол-синтазы формирует ТАГ.

Моноацилглицеридный путь образования ТАГ

Поскольку 1/4 часть ТАГ в кишечнике полностью гидролизуется, а глицерол в энтероцитах не задерживается и быстро переходит в кровь, то возникает относительный избыток жирных кислот для которых не хватает глицерола. Поэтому существует второй, глицеролфосфатный , путь в шероховатом эндоплазматическом ретикулуме. Источником глицерол-3-фосфата служит окисление глюкозы. Здесь можно выделить следующие реакции:

1. Образование глицерол-3-фосфата из глюкозы.
2. Превращение глицерол-3-фосфата в фосфатидную кислоту.
3. Превращение фосфатидной кислоты в 1,2-ДАГ.
4. Синтез ТАГ.

Глицеролфосфатный путь образования ТАГ

Ресинтез фосфолипидов

Фосфолипиды синтезируются также, как и в остальных клетках организма (см "Cинтез фосфолипидов "). Для этого есть два способа:

Первый путь – с использованием 1,2-ДАГ и активных форм холина и этаноламина для синтеза фосфатидилхолина или фосфатидилэтаноламина.