12. Обмен метионина и его роль в обмене веществ.

Процесс обмена метионина происходит после попадания вещества в организм – он преобразуется в активную форму метионина.

Функции: 

• инициация синтеза белка (трансляция

• Образование адреналина, мелатонина, креатина, карнитина 

1.5. Обмен липидов и липопротеидов

1. Схема переваривания пищевых липидов в ЖКТ: этапы, субстраты, ферменты, роль продуктов гидролиза, роль жёлчных кислот. Стеаторея.

Условно внешний обмен липидов можно подразделить на следующие этапы:

• Эмульгирование жиров пищи

• Гидролиз ТАГ, фосфолипидов и эфиров ХС

• Образование мицелл из продуктов переваривания

• Всасывание образованных мицелл в эпителий кишечника.

• Ресинтез ТАГ, фосфолипидов и эфиров ХС в энтероцитах.

Ферменты: панкреатическая липаза

Роль продуктов гидролиза: С липидами в организм поступают и жирорастворимые витамины A, D, Е, К.

Роль желчных к-т: действуют как детергенты (ПАВ), они снижают поверхностное натяжение липидных капель, в результате крупные капли распадаются на множество мелких, т.е. происходит эмульгирование.

Стеаторея — это патологическое состояние, при котором с калом выделяется более 7 г жира в сутки. Проявляется обильным неоформленным стулом с маслянистым блеском, который плохо смывается с унитаза, наличием непереваренных частиц в кале, вздутием и нелокализованной абдоминальной болью.

2. Этапы катаболизма жирных кислот: реакции, ферменты. Энергетический эффект полного окисления с16:0. Регуляция процесса β-окисления вжк.

В живых организмах катаболизм ЖК протекает как в ферментативных (реакциях β-окисления) так и в неферментативных (реакциях перекисного окисления липидов ) реакциях.

Выделяют 3 этапа катаболизма ЖК:

1. Активация жирных кислот

2. Транспорт жирных кислот с длинной углеводородной цепью в митохондриях

3. Регуляция скорости β-окисления

Реакции:

1. β-окисление начинается с дегидрирования ацил-КоА ФАД-зависимой Ацил-КоА дегидрогеназой с образованием двойной связи (транс) между α- и β-атомами С в Еноил-КоА.

2. Еноил-КоА гидратаза присоединяет воду к двойной связи Еноил-КоА с образованием β-оксиацил-КоА;

3. β-оксиацил-КоА окисляется НАД зависимой дегидрогеназой до β-кетоацил-КоА.

4. Тиолаза с участием HКоА отщепляет от β-кетоацил-КоА Ацетил-КоА. В результате 4 реакций образуется Ацил-КоА, который короче предыдущего Ацил-КоА на 2 углерода.

Ферменты: ацил-КоА-дегидрогеназа, еноил-КоА-гидратаза, β-гидроксиацил-КоА-дегидрогеназа

Энергетический эффект полного окисления С16:0 : 130 АТФ

Регуляция бета-окисления осуществляется на этапе транспорта жирных к-т через мембрану митохондрии

3. Этапы биосинтеза жирных кислот: реакции, ферменты. Регуляция процесса биосинтеза вжк.

Биосинтез жирных кислот наиболее активно происходит в цитозоле клеток печени, кишечника, жировой ткани в состоянии покоя или после еды.

Условно можно выделить 4 этапа биосинтеза:

1. Образование ацетил-SКоА из глюкозы, других моносахаров или кетогенных аминокислот.

2. Перенос ацетил-SКоА из митохондрий в цитозоль:

3. Образование малонил-SКоА из ацетил-SКоА.

4. Синтез пальмитиновой кислоты.

Реакции:

1. Присоединение субстратов к АСР

2. Удлинение сети

3. Восстановление

4. Отщепление воды

5. Восстановление

6. Высвобождение продукта

Ферменты: ацетил-КоА-кар-боксилаза

Синтез малонил-СоА - ключевая реакция в регуляции синтеза и окисления жирных кислот.

4. Мобилизация таг в жировой ткани. Регуляция процесса и судьба продуктов липолиза.

Распад триацилглицеролов (триглицеридов) по-другому называется липолиз или мобилизация жира. Он идет в жировых клетках.

Активируется при стрессе, голодании, сахарном диабете+ I типа

В целом мобилизацию жира можно представить как последовательность следующих событий:

1. Липолиз – гормонзависимый распад ТАГ в жировой ткани или резервных ТАГ в самой клетке.

2. Транспорт жирных кислот из жировой ткани по крови в комплексе с альбумином.

3. Проникновение жирной кислоты в цитозоль клетки-мишени.

4. Активация жирной кислоты через присоединение HS-КоА.

5. Карнитин-зависимое перемещение жирной кислоты в митохондрию.

6. Окисление жирной кислоты с образованием ацетильных групп

7. Сгорание ацетил-SКоА в цикле лимонной кислоты или синтез (только в печени) кетоновых тел.

Регуляция происходит с помощью стимулирующих гормонов (глюкагон и адреналин)

Судьба продуктов: ЖК направляются в мышцы (при физ нагрузке) и в мышцы, печень и др ткани (в обычных условиях и голодании)

5. Схема синтеза глицерофосфолипидов. Представление о роли лецитина в функционировании сурфактанта легкого.

Роль лецитина заключается в предотвращении слипания внутренних поверхностей легочных альвеол и тем самым обеспечивает нормальное протекание процесса дыхания в легких.

6. Биосинтез ТАГ: последовательность реакций, субстраты, ферменты. Особенности синтеза в печени, жировой ткани, энтероцитах. Регуляция процесса.

Синтез ТАГ заключается в дефосфорилировании фосфатидной кислоты, полученной из глицерол-3-фосфата, и присоединении ацильной группы.

В реакциях биосинтеза можно выделить следующие события:

1. Образование глицерол-3-фосфата через диоксиацетонфосфат из глюкозы

2. Биосинтез фосфатидной кислоты

3. Синтез триацилглицерола (липогенез)

4. Синтез фосфолипидов.

Субстраты: ацил-КоА и глицерол-3-фосфат

Ферменты: Ацилтрансфераза

Особенности синтеза в:

• Печени (упаковываются в частицы ЛОИП и поступают в кровь)

• Жировой ткани (часть глюкозы превращается в жиры)

• Энтероцитах (Синтезируются видоспецифичные липиды)

Регуляция процесса: инсулин стимулирует поступление глюкозы внутрь клеток; адреналин и глюкагон подавляют синтез ТАГ.

7. Структура и функции холестерина в организме человека. Фонд, пути использования в организме и выведения холестерина. Метаболическая и гормональная регуляция биосинтеза.

Холестерин - основной стероид организма человека — имеет сложную циклическую структуру, содержащую боковую цепь в положении 17 и гидроксильную группу в положении 3, что позволяет ему образовывать эфиры с жирными кислотами. Основное место синтеза – печень, меньше синтезируется в кишечнике, коже и других тканях.

Функции холестерина:

- обеспечивает стабильность клеточных мембран

- необходим для синтеза гормонов надпочечников

-очень важен для метаболизма жирорастворимых витаминов

Регуляция синтеза холестерина.

Пути использования: синтез желчных к-т, синтез витамина Д3, синтез стероидных гормонов

Выведение: Удаление холестерина из тканей происходит путем его окисления в желчные кислоты в печени с последующей их экскрецией с калом

Синтез ХС усиливается адреналином при стрессе, а тормозится через ГМГ-КоА-редуктазу по принципу отрицательной обратной связи самим ХС, который снижает активность ГМГ-КоАредуктазы по трем механизмам:

• в результате репрессии,

• увеличения распада,

• фосфорилирования .

8. Функции жёлчных кислот и его регуляция. Энтерогепатическая циркуляция жёлчных кислот, биологическое значение.

Функции:

• эмульгирование жиров

• активация ферментов в 12-й кишке

• являются конечными продуктами катаболизма холестерола

• являются компонентами желчи

Регуляция: гидроксилаз,тиреоидные, эстрогены

Основная часть желчных кислот участвует в энтерогепатической циркуляции(Около 95% желчных кислот всасывается в подвздошной кишке и возвращается в печень, где они опять конъюгируются с таурином и глицином и выделяются в желчь. В результате в желчи находятся и первичные и вторичные желчные кислоты.). Небольшая часть желчных кислот - около 0,5 г за сутки - выводится с калом. Это компенсируется синтезом в печени новых желчных кислот.

9. Биологическое значение и структуры кетоновых тел. Синтез кетоновых тел в печени; регуляция синтеза. Представление о кетонемии, кетонурии и кетоацидозе.

Био значение:

• Дополнительные источники энергии при голоде и стрессе, особенно для головного мозга, так как он не использует жирных кислот

• КТ являются субстратами для синтеза липидов головного мозга и периферических нервов

КТ – это вещества липидного происхождения, но в отличие от липидов, они являются веществами гидрофильной природы, поэтому в плазме транспортируются в свободном виде.

Синтез КТ идет в митохондриях печени. Для синтеза КТ используется ацетил-КоА, образовавшийся главным образом при β-окислении жирных кислот, а также из кетогенных аминокислот .

Регуляция осуществляется через фермент ГМГ-КоА-синтазу . Этот фермент ингибируется при высоких концентрациях свободного кофермента HS-KoA.

В ситуациях голодания, сахарного диабета, тяжелой физической работы под действием гормонов глюкагона и адреналина происходит мобилизация ТАГ из жировой ткани

Кетанурия - состояние, когда кетоновые тела появляются в моче.

Кетоацидоз – острое метаболическое осложнение сахарного диабета, характеризующееся гипергликемией, гиперкетонемией и метаболическим ацидозом.

Кетонемия возникает при нарушении равновесия — скорость синтеза кетоновых тел превышает скорость их утилизации периферическими тканями организма.

10. Классификация лп. Структура и состав плазменных липопротеидных частиц. Апобелки и их функции. Ферменты, участвующие в метаболизме лп. Катализируемые реакции, их роль в метаболизме лп.

ЛП- класс сложных белков, простетическая группа которых представлена каким-либо липидом

Выделяют 5 основных классов липопротеинов (ЛП):

• хиломикроны (ХМ) ;

• липопротеины очень низ-кой плотности (ЛПОНП) ;

• липопротеины промежуточной плотности (ЛППП) ;

• липопротеины низкой плотности (ЛПНП) ;

• липопротеины высокой плотности (ЛПВП)

Структура: ядро состоит из гидрофобных молекул: ТАГ, эфиров холестерола, а на поверхности находится монослой фосфолипидов, а также белки — аполипопротеины,

Апобелки выполняют различные функции:

• выполняют функцию эмульгаторов

• регуляторами активности ферментов липидного обмена.

• Могут обладать собственной ферментативной активностью.

• осуществляют транспорт липидов из одного липопротеина в другой.

Ферменты: липопротеиновая липаза, ЛХАТ

Физиологическое значение в метаболизме липопротеинов имеют два присутствующих в плазме фермента: липопротеиновая липаза (ЛПЛ) и лецитинхолестеринацилтрансфераза (ЛХАТ).

11. Хиломикроны (хм): функции, формирование и метаболизм хм.

Хиломикроны (ХМ) - образуются в клетках кишечника

Функция: перенос экзогенного жира из кишечника в ткани, а также - транспорт экзогенного холестерина из кишечника в печень.

Хиломикрон построен так же, как и остальные липопротеины. Это небольшая жировая капля: в центре ее находятся ТАГ. Поверхность гидрофильна.

Метаболизм: путем экзоцитоза хиломикроны поступают в лимфу. Через нее они попадают в большой круг кровообращения, минуя печень. После употребления в пищу жира в крови наблюдается повышенное содержание хиломикронов.

12.Липопротеины очень низкой и низкой плотности: формирование, функции и метаболизм.

ЛПОНП - подкласс липопротеинов плазмы крови.

Формирование: образуются в печени из липидов и аполипопротеинов. В крови они подвергаются частичному гидролизу и превращаются в липопротеины промежуточной плотности.

Функции: Транспорт эндогенных и экзогенных ТАГ от печени в ткани, запасающие и использующие жиры

Метаболизм: секретируются из печени в кровоток и получают дополнительно аполипопротеины C-II и E от ЛПВП. В процессе циркуляции в крови ЛПОНП подвергаются гидролизу под действием фермента липопротеинлипаза.

ЛПНП - это класс липопротеинов крови, являющийся наиболее атерогенным.

Формирование: образуются из ЛПОНП в процессе липолиза под действием сначала липопротеинлипазы, а затем печёночной липазы.

Функции: перенос холестерина в крови, а также триглицериды, каротиноиды, витамин Е

Метаболизм: В крови первичные ЛПНП взаимодействуют с ЛПВП, отдавая свободный ХС и получая этерифицированный. В результате в них происходит накопление эфиров ХС, увеличение гидрофобного ядра и "выталкивание" белка апоВ-100 на поверхность частицы.

13.Липопротеины высокой плотности: формирование, функции и метаболизм.

ЛПВП - класс липопротеинов плазмы крови.

Формирование: синтезируются в печени из аполипопротеинов А1 и А2, связанных с фосфолипидами.

Функции: транспорт холестерина из тканей в печень, то есть удаление холестерина из тканей, а дальше холестерин выводится с желчью.

Метаболизм:

1. Образование предшественников ЛПВП в печени

2. Обмен белками с ЛП других классов в кровотоке

3. Формирование сферической частицы ЛПВП

4. Формирование ЛПВП для восполнения недостатка лецитина

5. Доставка ЭХ в печение и катаболизм ЛПВП

14.Химическая модификация липидов и белков лпнп и рецепторов лпнп. Молекулярные механизмы развития атеросклероза. Коэффициент атерогенности.

Изменение нормальной структуры липидов и белков в составе ЛПНП делает их чужеродными для организма и поэтому более доступными для захвата фагоцитами. Фактором, изменяющим структуру, является неферментативное гликозилирование белков, происходящее при увеличении концентрации глюкозы в крови при сахарном диабете. Модифицированные ЛПНП поглощаются макрофагами

Атеросклероз – хроническое прогрессирующее заболевание крупных и средних эластических и мышечно-эластических артерий

Развитие атеросклероза проходит в 6 стадий:

1. Стадия измененного эндотелия. На поверхности поврежденного эндотелия скапливаются тромбоциты и моноциты.

2. Стадия жировых полосок.  При увеличении количества «пенистых клеток» они образуют липидные полоски. «Пенистые» клетки адсорбируют все остальные липиды без разбора.

3. Стадия переходная. Активированные ГМК синтезируют коллаген и эластин, что приводит к прорастанию бляшки фиброзной тканью.

4. Стадия атеромы.  ХС межклеточного пространства формирует в центре бляшки липидную каплю – атерому, которая через разрушенный эндотелий выступает в просвет сосуда.

5. Стадия фиброатеромы.  Атерома пропитываясь солями кальция, белками, ГАГ и приобретает плотную фиброзную крышку. Атерома становиться фиброатеромой.

6. Стадия осложнения фиброатеромы.  Фиброатерома не стабильна, она может надрываться и изъявляться, что приводит к обострению атеросклероза.

Коэффициент атерогенности – отношение "плохого" холестерола к "хорошему", характеризующее риск развития сердечно-сосудистых заболеваний.