Регуляция обмена липидов на уровне организма

 

Регуляция обмена обеспечивается единой нейроэндокринной системой

Причем регуляторными сигналами, воздействующими на ту или иную к-ку, являются различные химические соединения – это или гормоны, или в-ва, которые выделяются нервными окончаниями, н-р, норадреналину

 

Содержание соединений-биорегуляторов, несомненно, зависит от состояния организма

 

Так,например, в постабсорбционном периоде, когда поступление глюкозы

и экзогенных липидов из кишечника во внутреннюю среду организма

прекращается, потребность организма в энергии покрывается за счет

расщепления резервных триглицеридов, основная масса которых сос

редоточена в жировой ткани.

В ходе мобилизация резервных триглице

ридов образуются высшие жирные кислоты и глицерол, которые посту

пают из липоцитов вначале в кровь, а затем в клетки различных ор

ганов и тканей, где и окисляются с выделением необходимой клеткам

энергии.

 

 

Процесс мобилизации резервных триглицеридов получил название ли

полиз.  

Стимулируется рядом гормонов, к числу которых относятся ад

реналин, норадреналин, глюкагон, СТГ, βлипотропный гормон,

соматотропин, АКТГ, МСГ (Меланоцитстимулирующий гормон), кортизол, тироксин, тестостерон.

Многие

из этих гормонов являются активаторами гормончувствительной ли

пазы липоцитов (триацилглицероллипазы). Для оптимального протека

ния большинства липолитических процессов необходимо присутствие

кортизола, соматотропина и тироксина. 

Сами по

себе эти гормоны не оказывают прямого влияния на липолиз, а дейс

твуют как факторы, стимулирующие действие других гормонов.

Важнейшая роль в мобилизации резервных липидов в организме

человека принадлежит адреналину и норадреналину, ко

торые выделяется в жировой ткани нервными окончаниями симпатичес

кой нервной системы. Вторым источником адреналина является мозго

вое вещество надпочечников, откуда адреналин доставляется в жиро

вую ткань с током крови.

1. Адреналин взаимодействует со своим рецептором с образованием гормон-рецепторного комплекса (по принципу комплементарности).

2. активация стимулирующего белка – Gs-белка (ГТФ-связывающий белок). После образования гормон-рецепторного комплекса, его конформация меняется, и он действует на аденилат-циклазу

3. активация аденилат-циклазы. Этот фермент обеспечивается синтез из АТФ циклическую АМФ

(цАМФ). – клеточный посредник (мессенжер)

Когда в цитозоле увеличивается внутриклеточная концентрация цАМФ, активируется

фермент протеинкиназа, который катализирует фосфорилирование липазы триацилглицерола (триацилгли

цероллипазы), она в фосфорилированном виде активна, и поэтому расщепляет триглирид с образованием диацилглицерола и отщепленной высшей жирной кислоты

остальные липазы проявляют крайне высокую активность, поэтому происходит резкая активация липолиза, с выбросом глицерола и ВЖК в кровь

Гормоны глюкагон, βлипотропин, меланоцитстимулирующий гормон, кортикотропин активируют липолиз в жировой ткани, увеличивая концентрацию цАМФ в липоцитах с помощью механизма, сходного с механизмом активации липолиза под действием адреналина. 

Интересно,

что существуют видовые различия в эффективности функционирования

этих регуляторных механизмов: так, у птиц глюкагон является мощным

стимулятором липолиза, тогда как липолитический эффект глюкагона

у человека крайне незначителен.

 

Соматотропный гормон не оказывает прямого влияния на ско

рость расщепления триглицеридов в липоцитах, однако соматотропин

увеличивает скорость синтеза аденилатциклазы за счет ускорения

процесса транскрипции соответствующего гена. Увеличение содержа

ния аденилатциклазы в липоцитах увеличивает эффект воздействия на

жировую ткань таких гормонов как адреналин, bлипотропин и др.

 

Сходным образом оказывает стимулирующее влияние на липолиз и

кортизол, поскольку этот гормон увеличивает содержание в липоци

тах другого фермента – 3-ацилглицероллипазы (гормончувствительной липазы). Кортизол

выступает в качестве стимулятора транскрипции гена, ответственно

го за синтез этого фермента. Повышение же содержания триацилгли

цероллипазы в липоцитах способствует более быстрому и более выра

женному ответу клеток на воздействие на них гормонов типа адрена

лина.

 

Механизм действия тироксина на жировую ткань не совсем ясен. 

Известно, что этот гормон способствует более эффективной передаче

стимулирующего сигнала с гормон-рецепторного комплекса на адени

латциклазу (т.е. скорее всего, изменяет конформацию Gs-белка) в результате чего при воздействии на липоциты гормо

нов типа адреналина происходит более быстрая активация липолиза в

этих клетках.

Основным гормоном, тормозящим липолиз в жировой ткани, явля

ется инсулин.

Инсулин снижает содержание цАМФ в липоцитах, по-видимому, за счет активации фосфодиэстеразы, переводящей цАМФ в

обычную АМФ. Снижение концентрации цАМФ, приводит к инактивакии протеинкиназы (?) и активации фосфопротеинфосфата

зы, с помощью этого сложного механизма происходит дефосфорилирование гормончувс

твительной липазы с ее инактивацией и последующим торможением ли

полиза.

Простагландины также снижают содержание цАМФ в липоцитах

с последующим торможением липолиза в клетках.

 

В период абсорбции в клетках различных органов и тканей активно идет липогенез. Во внутреннюю среду организма из кишечника поступают глюкоза и другие моносахариды, а также триацилглицерины в составе ХМ или ЛПОНП. 

 

Гормоном, стимулирующим липогенез, является инсулин.

ускоряет поступление глюкозы в клетки и стимулирует ее фосфорили

рование, запуская тем самым процесс утилизации глюкозы в клетках. 

Причем стимулируется как процесс аэробного окисления глюкозы до

СО2 и Н2О, так и работа пентозного цикла окисления глюкозы, обес

печивающего клетки восстановительными эквивалентами в виде

НАДФН+Н+.

 

1. Инсулин активирует работу пируватдегидрогеназного комплекса, что приводит к увеличению образования ацетилКоА исходного субстрата для синтеза высших жирных кислот. 

2. Инсулин повышает активность фермента ацетилКоАкарбоксилазы, катализирующего превращение ацетилКоА в малонилКоА, также необходимого для синтеза высших жирных кислот. 

3. Ускорение окислительного распада глюкозы в клетке приводит также к увеличению в ней концентрации фосфотриоз: 3фосфоглицеринового альдегида и фосфодигидроксиацетона, используемых для образования 3фосфоглицерола. 

Таким образом, воз

действие инсулина на клетки приводит к синтезу в них исходных

соединений для синтеза триглицеридов.

4. Инсулин активи

рует в клетках глицеролфосфатацилтрансферазу фермент, катали

зирующий перенос ацильного остатка с КоА на 3фосфоглицерол  

· первую реакцию метаболического пути синтеза триацилглицеринов.

 

Регуляция активности пируватдегидрогеназного комплекса, аце

тилКоАкарбоксилазы и глицеролфосфатацилтрансферазы осуществля

ется путем координированного процесса ковалентной модификации

этих ферментов (фосфорилирование/дефосфорилирование).

 

В целом, воздействие инсулина на липоциты приводит, во-пер

вых, к торможению липолиза в клетках, а, во-вторых, к активации в

них процесса липогенеза, способствуя тем самым накоплению энерге

тических резервов в организме в виде триацилглицеринов.

 

 

Патология липидного обмена

Нарушения липидного обмена выявляются у людей с самыми раз

личными заболеваниями.

 Эти нарушения можно разделить на:

·  первичные

(наследственные)

· вторичные. 

 

При первичных или наследственных нарушениях липид

ного обмена патологические состояния возникают как следствие гене

тического дефекта, сопровождающегося нарушением синтеза белковых

молекул, имеющих то или иное отношение к обмену липидов. Это мо

жет быть нарушение синтеза белков-рецепторов для ЛПНП, или нару

шение синтеза апопротеинов, или, наконец, нарушение синтеза фер

ментов, катализирующих отдельные реакции липидного обмена.

Вторичные нарушения липидного обмена развиваются или как

следствие имеющегося заболевания, например, сахарный диабет, или

как следствие воздействия факторов внешней среды, включая сюда и

нарушение поведенческих реакций. 

Примерами могут служить наруше

ния обмена липидов при отравлении четыреххлористым углеродом или

ожирение при систематическом переедании.