Окисление ВЖК и метаболизм кетоновых тел

Внутриклеточный липолиз: катаболизм глицерола и бета-окисление высших жирных

кислот. Метаболизм кетоновых тел

Биологическая химия. Лекция 10Зав.кафедрой, к.мед.н., доц. Шатова Ольга Петровна

Донецк, 2015

ЭНТЕРОЦИТ

РЕСИНТЕЗ ЛИПИДОВ

ТАГФЛЭХ

ПРОСВЕТ КИШЕЧНИКА

Гидролиз липидов пищи (ТАГ, ФЛ, ЭХС)

ВЖК

β-МАГ

ХС

Глицерин

Фосфат

Холин

ЛИМФА

КРОВЬ

?ЛИПОПРОТЕИНЫ –ХИЛОМИКРОНЫ

Транспорт липидов

Хиломикрон

ГлицеролПечень

Липопротеин- липаза

ВЖК

АктивированнаяЛипопротеин- липаза

Эндотелий

Кровь

Апо Липопротеин Функция

АI ЛВП, хиломикроныОсновной белок ЛВП. Активатор лецитин-холестеролацилтрансферазы (ЛХАТ). Обмениваемый между липопротеинами. Синтезируется в печени и кишечнике.

АII ЛВП, хиломикроны Основной белок ЛВП. Синтезируется в печени.

АIV Хиломикроны, ЛВПОсновной белок хиломикронов. Минорный белок ЛВП. Обмениваемый между липопротеинами. Синтезируется в печени и кишечнике. Может активировать ЛХАТ.

AV ЛВП, ЛОНП Стимулятор апоC-II липолиза триглицеридов.

B-100 ЛНП, ЛОНП, ЛПП Основной белок ЛНП. Лиганд для ЛНП-рецептора. Синтезируется в печени.

B-48 Хиломикроны, остатки хиломикронов Основной белок хиломикронов. Синтезируется в кишечнике.

C I ЛОНП, ЛВП, хиломикроны Активатор ЛХАТ. Обмениваемый между липопротеинами.

CII ЛОНП, ЛВП, хиломикроны

Активатор внепечёночной липопротеинлипазы. Обмениваемый между липопротеинами.

CIII ЛОНП, ЛВП, хиломикроны

Может подавлять липопротеинлипазу и активировать ЛХАТ. Обмениваемый между липопротеинами.

CIV ЛОНП, ЛВП

D ЛВП Переносчик ряда веществ, в том числе ацилхолестеролов. Синтезируется в печени, в ЦНС.

EЛОНП, ЛВП, хиломикроны, остатки хиломикронов

Лиганд для рецепторов липопротеинов в печени и периферических тканях. Синтезируется в печени и мозге.

H окисленные ЛНП Регуляция прокоагулянтной активностиL1-6 ЛВП

Апопротеины (Апо)

Мобилизация жирных кислот из жировой ткани - липолиз

ТАГ-липаза

ТАГ = жир

Окисление глицерола

Глицерол

Глицерол-3-фосфат

Глицерокиназа

Глицерол-3-фосфат-ДГ

ФосфодиоксиацетонСинтез ТАГи ФЛ

Гликолиз

Фруктозо-1,6-дифосфат

АТФ

Глюкоза

Глюконеогенез

β-окислениеВЖК

Ацетил-КоА

СН3-(СН2)n-СООН – это ВЖК

Активация жирных кислот (цитоплазма)

+ HS-KoA Ацил-КоА-синтетаза

Ацил-КоА

Mg2+

Депонирование липидов в жировой ткани

В форме ТАГ (глицерофосфатный путь синтеза) Особенность: в жировой ткани отсутствует фермент

глицеролкиназа, поэтому источником глицерол-3-фосфата является фосфодиоксиацетон (продукт гликолиза)

СН2 – ОН|СН – ОН|СН2 – О – Р

СН2 – ОН|С = О|СН2 – О – Р

НАДН.Н+ НАД+

ДГ

Глицерол-3-фосфатФДА

Транспорт жирных кислот

β-окисление

НММ

ВММ

Ацил-КоА Карнитин

КоА-SH Ацил-карнитинКАТI

КАТII

Ацил-карнитин КоА-SH

Карнитин Ацил-КоА

Т

ЦИТОЗОЛЬ

МИТОХОНДРИАЛЬНЫЙ МАТРИКС

Карнитин

Карнитин синтезируется в печени и почках и затем транспортируется в остальные органы.

Во внутриутробном периоде и в первые годы жизни значение карнитина для организма чрезвычайно велико. Энергообеспечение нервной системы детского организма и, в частности, головного мозга осуществляется за счет двух параллельных процессов: карнитин-зависимого окисления жирных кислот и аэробного окисления глюкозы.

Карнитин необходим для роста головного и спинного мозга, для взаимодействия всех отделов нервной системы.

ФАД

R-CH2-CH2-CH-СH2-C~SKoA

R-CH2-CH2-CH=СH-C~SKoA

R-CH2-CH2-CH2-СH2-C~SKoA

O

ФАДН2

Н2О 1

4

3

2

ОН O

НАДН.H+

НАД+

R-CH2-CH2-C-СH2-C~SKoA

O O КоА-SH

СH3-C~SKoA

O R-CH2-CH2-C~SKoA

O

ЦТК

Ферменты: 1 — ацил-КоА дегидрогеназа 2 — еноил-КоА гидратаза 3 — -гидроксиацил-КоА дегидрогеназа 4 — тиолаза

O

β-окисление ВЖК (митохондрии)

Активная форма ВЖК – ацил-КоА

ацетил-КоА

ацил-КоА – 2С

Биологическая роль окисления ВЖК

ЦТК

8 ацетил-КоА

ТД (ЦПЭ)

АТФАДФ

1. Образование АТФ (кроме головного мозга,эритроцитов и мозговоговещества надпочечников)

2. Образование ацетил-КоА: для • ЦТК • синтеза холестерина• синтеза кетоновых тел

β-окисление жирных кислот

• Тормозится при увеличении соотношенияацетил-КоА/ацил-КоААТФ/АДФНАДН.Н+/НАД+ ФАДН2/ФАД

• В печени малонил-КоА – аллостерический ингибитор КАТI КарнитинАцилТрансферазы

• Усиленное окисление жирных кислот в клетках подавляет окисление глюкозы (накопление ацетил-КоА ингибируется ПВДГК, что в свою очередь приводит к повышению глю-6-ф и снижению активности гексокиназы, т.о. для мышц основной источник энергии – ВЖК, а глюкоза сохраняется для нервной ткани и эритроцитов )

• Усиленное окисление глюкозы может тормозить окисление жирных кислот (накапливается малонил-КоА)

Регуляция β-окисления

ВЖК – ацил-КоА Ацетил-КоА + НАДН.Н+ФАДН2 S P

Нарушения β-окисления ВЖК

Нарушение переноса ВЖК в митохондрииЗависит от:

1. Доступности карнитина1.1. длительный гемодиализ – выведение карнитина

1.2. длительный ацидурия – карнитин выводится как основание с органическими кислотами

2. Активности фермента транспорта ВЖК - КАТ І 2.1. ингибирование противодиабетическим препаратом – сульфонилмочевины2.2. наследственные дефекты фермента

Нарушения окисления ВЖК

Генетический дефект дегидрогеназы ацил-КоА

Существует 3 вида дегидрогеназ для ацил-КоА1.Для ВЖК с длиной2. Для ВЖК со средней (10% внезапная детская смертность)3. Для ВЖК с короткой цепью радикала

При нарушении β-окисления ВЖК, происходит ώ-окислениев результате образуются дикарбоновые кислоты, которыевыделяются с мочой

Пропионил-КоА Метилмалонил-КоА

Метилмалонил-КоАСукцинил-КоА

• ВЖК• Триацилглицеролов (ТАГ) • Фосфолипидов (ФЛ)• Холестерола (ХС)• Эфиров холестерола (ЭХС)

В печени активно идет синтез эндогенных липидов:

Синтез кетоновых тел – кетогенезмитохондрии печени!

Кровь

- основное кетоновое тело

Выделениес мочой и выдых.воздухом

Регуляторный фермент+ глюкагон, адренали, ВЖК- КоА

Использование кетоновых тел в периферических тканях

Альтернативные топливные молекулы

При голодании (с ВЖК) - основные

Метаболизм кетоновых тел

Благодарю за внимание!