Реакции синтеза жирных кислот

15. Особенности синтеза непредельных ЖК. Витамин F

Пальмитоолеиновая и олеиновая – синтезируются из пальмитиновой и стеариновой кислот. Эти превращения протекают в микросомах клеток печени и жировой ткани при участии молекулярного кислорода, восстановленной системы пиридиновых нуклеотидов и цитохрома b5. Превращению подвергаются только активированные формы пальмитиновой и стеариновой кислот. Ферменты, участвующие в этих превращениях, получили название деса-тураз. Наряду с десатурацией жирных кислот (образование двойных связей) в микросомах происходит и их удлинение (элонгация), причем оба эти процесса могут сочетаться и повторяться. Удлинение цепи жирной кислоты происходит путем последовательного присоединения к соответствующему ацил-КоА двууглеродных фрагментов при участии малонил-КоА и НАДФН. Энзиматическая система, катализирующая удлинение жирных кислот, получила название элонгазы. На схеме представлены пути превращения пальмитиновой кислоты в реакциях десатурации и элонгации.

Витамин F - комплекс полиненасыщенных жирных кислот: линолевой, линоленовой,арахидоновой.

 

16. Синтез нейтрального жира в тканях. Роль глюкозы в синтезе жира в жировой ткани.  Определение триглицеридов в сыворотке крови. Принцип метода, диагностическое значение.

а) Синтез триглицеридов из углеводов. избыток углеводов быстро превращается в триглицериды и хранится в таком виде в жировой ткани. У человека большая часть триглицеридов образуется в печени. Триглицериды, образуемые в печени, транспортируются главным образом в виде липопротеинов очень низкой плотности в жировую ткань, где и хранятся.
б) Превращение ацетил-КоА в жирные кислоты.
Первым этапом синтеза триглицеридов является превращение углеводов в ацетил-КоА. Это происходит во время обычного расщепления глюкозы гликолитической системой. Вследствие того, что жирные кислоты являются крупными полимерами уксусной кислоты, легко представить, каким образом ацетил-КоА может быть превращен в жирную кислоту. Однако синтез жирных кислот не обеспечивается просто изменением направления реакции окислительного расщепления. Этот синтез осуществляется двуступенчатым процессом, показанным на рисунке ниже, с использованием малонил-КоА и НАДФ-Н в качестве основных посредников процесса полимеризации.

в) Объединение жирных кислот с α-глицерофосфатом при образовании триглицеридов. Как только синтезируемые цепочки жирных кислот начинают включать от 14 до 18 атомов углерода, они взаимодействуют с глицеролом, образуя триглицериды. Ферменты, катализирующие эту реакцию, высокоспецифичны для жирных кислот с длиной цепочки от 14 атомов углерода и выше, что является фактором, контролирующим структурное соответствие триглицеридов, хранящихся в организме. Как показано на рисунке ниже, образование глицероловой части молекулы триглицерида обеспечивается α-глицерофосфатом, который является побочным продуктом реакции гликолитического расщепления глюкозы.

г) Эффективность превращения углеводов в жиры. Во время синтеза триглицеридов только 15% потенциально содержащейся в глюкозе энергии теряется в виде тепла. Остальные 85% преобразуются в энергию запасаемых триглицеридов.
д) Синтез жиров из углеводов особенно важен в связи с двумя обстоятельствами.
1. Способность различных клеток организма запасать углеводы в виде гликогена выражена слабо. Только несколько сотен граммов гликогена может запасаться в печени, скелетных мышцах и всех других тканях организма, вместе взятых. В то же время могут запасаться килограммы жира, поэтому синтез жиров является способом, с помощью которого энергия, содержащаяся в избыточном количестве поступивших в организм углеводов (и белков), может запасаться, чтобы использоваться позднее. Количество энергии, которую запасает организм человека в виде жиров, приблизительно в 150 раз превышает количество энергии, запасаемой в виде углеводов.
2. Каждый грамм жиров содержит почти в 2,5 раза больше энергии, чем каждый грамм углеводов. Следовательно, при одном и той же массе тела организм может запасать в несколько раз больше энергии в виде жиров, чем в виде углеводов,.

 е) При отсутствии инсулина, как это бывает при тяжелом сахарном диабете, жиров синтезируется мало, если они вообще синтезируются, по следующим причинам. Во-первых, при отсутствии инсулина глюкоза не может попадать в сколько-нибудь существенных количествах в жировые ткани и клетки печени, что не обеспечивает образования достаточных количеств ацетил-КоА и НАДФ-Н, необходимых для синтеза жиров и получаемых при метаболизме глюкозы. Во-вторых, отсутствие глюкозы в жировых клетках существенно снижает количество наличного глицерофосфата, что также затрудняет образование триглицеридов.

 

Триглицериды (ТГ) представляют собой эфиры глицерина и жирных кислот; они так же, как и жирные кислоты, служат важным источником энергии. В таблице 1 представлена норма триглицеридов в сыворотке крови в зависимости от возраста. Таблица 1 - Норма триглицеридов в крови, ммоль/л новорожденные 0-6 недель 0,5-1,18 дети до 1 года 0,5-2,22 дети от 1 до 15 лет 0,5-2,22 взрослые (мужчины и женщины) 0,5-1,7 Гипертриглицеридемия может быть, как физиологической, так и патологической. Физиологическая гипертриглицеридемия появляется после приема пищи и может длиться от 12 до 14 часов, степень ее проявления зависит от характера и количества принятой пищи. Гипертриглицеридемия во II-III триместре беременности рассматривается как физиологическая. Патологическая гипертриглицеридемия может быть разделена на первичную и вторичную. Первичная гипертриглицеридемия связана с генетическими нарушениями метаболизма липопротеинов (ЛП) или усиленной субстратной индукцией (переедание). Изменения в обмене ТГ, которые возникают как осложнение основного патологического процесса, относят к вторичным гипертриглицеридемиям. Развитие вторичных гипертриглицеридемий наблюдается при сахарном диабете, гипотиреозе, нефротическом синдроме, приеме пероральных контрацептивов, лечении глюкокортикоидами. Правильно подобранное патогенетическое лечение, которое направленно наустранение основного патологического процесса, сопровождается уменьшением уровня ТГ. Методы определения содержания ТГ в крови: существуют два основных способа определения сконцентрации ТГ в сыворотке крови - химический и ферментативный, а также в настоящее время определение ТГ возможно также методом «сухой химии».

17. Липолитические и липогенетические гормоны. Влияние на тканевый обмен триглициридов инсулина, тироксина, половых гормонов, адреналина, норадреналина и простогландинов.

Липолитичесике и липогенетические гормоны:

Инсулин –снижает распад триглицеридов, за счёт игибирования гормон-чувствительной липазы, ингиб липолиз, акт липогенез

Тироксин – усиливает распад и тормозит синтез триглицеридов., акт липолиз

Половые гормоны (тестостероны и эстрогены)- усиливают распад(липолиз) триглицеридов. 

Адреналин и норадренлин – усиливают липоз и тормозят синтез ТГЦ.

Простогландины – тормозят липолиз ТГЦ.

 

К эйкозаноидам относят окисленные производные эйкозановых кислот: эйкозотриеновой (С20:3), арахидоновой (С20:4), тимнодоновой (С20:5) жирных кислот.

Выделяют три основные группы эйкозаноидов: простагландины, лейкотриены, тромбоксаны.

Простагландины синтезируются практически во всех клетках, кроме эритроцитов и лимфоцитов. Выделяют типы простагландинов A, B, C, D, E, F. Функции простагландинов сводятся к изменению тонуса гладких мышц бронхов, мочеполовой и сосудистой системы, желудочно-кишечного тракта. Они также влияют на температуру тела.

Тромбоксаны образуются в тромбоцитах, стимулируют их агрегацию и вызывают сужение сосудов. Их активность снижается при увеличении числа двойных связей в исходных жирных кислотах.

Лейкотриены синтезируются в лейкоцитах, в клетках легких, селезенки, мозга, сердца. Выделяют 6 типов лейкотриенов A, B, C, D, E, F. В лейкоцитах они стимулируют подвижность, хемотаксис и миграцию клеток в очаг воспаления, в целом они активируют реакции воспаления. Также вызывают сокращение мускулатуры бронхов.

Депонироваться эйкозаноиды не могут, разрушаются в течение нескольких секунд, и поэтому клетка должна синтезировать их постоянно из поступающих жирных кислот ω6- и ω3-ряда.

 

 18Тканевый распад фосфолипидов. Ферменты расщепления фосфоглицеридов.

Вводимые с пищей глицерофосфолипиды подвергаются в кишечнике воздействию специфических гидролитических ферментов, разрывающих эфирные связи между компонентами, входящими в состав фосфолипидов. В пищеварительном тракте распад глицерофосфолипидов происходит при участии ферментов фосфолипаз, выделяемых с панкреатическим соком, по приведенной ниже схеме.

Различают несколько типов фосфолипаз:

Фосфолипаза А₁ гидролизует эфирную связь в положении 1 глицерофосфолипида, в результате чего отщепляется 1 молекула жирной кислоты, и в данном случае образуется 2-моноацилглицеролфосфохолин.

Фосфолипаза А₂ катализирует гидролитическое отщепление жирной кислоты в положении 2; образующееся соединение называется лизофосфатидилхолин. Оно токсично и вызывает разрушение мембран клеток. Высокая активность фосфолипазы А₂ в яде змей и скорпионов приводит к тому, что при их укусе гемолизируются эритроциты.

Накопление лизофосфолипидов в кишечнике обычно не происходит, если фосфолипазы А₁ А₂ действуют одновременно - в этом случае образуется нетоксичный для организма продукт, что является нормой.

Фосфолипаза С вызывает гидролиз связи между Р и глицерином; образуется 1,2- диацилглицерол и фосфохолин.

Фосфолипаза Д расщепляет эфирную связь между азотистым основанием и Р с образованием фосфатидной кислоты и холина.

19. Синтез Фосфолипидов. Cинтез фосфоглицеридов путем активации азотистых оснований и через стадию фосфатидной кислоты. Роль ЦТФ. Цитидинтрифосфат

Биосинтез фосфолипидов по сравнению с синтезом ТАГ имеет существенные особенности. Они заключаются в дополнительной активации компонентов ФЛ – фосфатидной кислоты или холина и этаноламина.

1 путь – "спасательный"

Благодаря этому пути холин и этаноламин используются повторно и не катаболизируют. Активация холина (или этаноламина) происходит через промежуточное образование фосфорилированных производных с последующим присоединением ЦМФ. В следующей реакции фосфохолин (или фосфоэтаноламин) переносится на ДАГ. Этот путь особенно характерен для легких и кишечника, но идет и в других тканях.

Реакции синтеза фосфолипидов
с использованием 1,2-ДАГ на примере фосфатидилхолина

2 путь – основной, синтез de novo

Здесь холин (или этаноламин) не встраиваются в готовом виде, а образуются уже в молекуле фосфолипида.

Активация фосфатидной кислоты заключается в присоединении к ней ЦМФ с образованием ЦДФ-ДАГ. Далее к нему присоединяется шестиатомный спирт инозитол или серин с образованием фосфатидилинозитола и фосфатидилсерина. Синтезированный фосфатидилсерин подвергается декарбоксилированию с образованием фосфатидилэтаноламина. Последний метилируется при участии S-аденозилметионина в фосфатидилхолин.

Реакции синтеза фосфолипидов
с использованием фосфатидной кислоты

 

Путь – обратное превращение

Между фосфатидилэтаноламином и серином может происходить реакция с образованием в результате реакции фосфатидилсерина и свободного этаноламина.

Липотропные вещества

Все вещества, способствующие синтезу ФЛ и препятствующие синтезу ТАГ, и способные предотращать жировую инфильтрацию печени, называются липотропными факторами. К ним относятся:

1. Структурные компоненты фосфолипидов: полиненасыщенные жирные кислоты, инозитол, серин, холин, этаноламин.

2. Метионин – в виде S-аденозилметионина является донором метильных групп для синтеза холина и фосфатидилхолина.

3. Витамины:

· пиридоксин (В₆), способствующий образованию ФЭА из ФС.

· цианкобаламин (В₁₂) и фолиевая кислота, участвующие в реакциях обмена серина, глицина и метионина при ресинтезе метионина из гомоцистеина. Следовательно они, хотя и не напрямую, но необходимы для синтеза фосфатидилхолина.

 

Из другого сайта: Синтез фосфолипидов. Сейчас рассматриваются два пути синтеза фосфолипидов.

· a. По одному пути 1,2-ДАГ не превращается в ТАГ, а связывается с этаноламином с образованием фосфатидилэтаноламина, либо с холином – образуется фосфатидилхолин.

· b. По другому пути, ЦДФ-ДАГ связывается либо с инозитолом, либо с серином с образованием соответственно фосфатидилинозитола или фосфатидилсерина. При декарбоксилировании фосфатидилсерина далее образуется фосфатидилэтаноламин, который может превратиться, в свою очередь, в фосфатидилхолин.

· Синтезированный любым способом фосфатидилэтаноламин также способен взаимодействовать с серином и обратно образовывать фосфатидилсерин. ЦДФ-ДАГ, являясь активной формой фосфатидной кислоты, способен превращаться не только в фосфатидилинозитол, фосфатидилсерин, но и в другие фосфолипиды, например в кардиолипин.

· Наиболее простым глицерофосфолипидом является фосфатидная кислота. Это фосфолипиды клеточных мембран и жировых эмульсий.

· Фосфатидилсерин (ФС), фосфатидилэтаноламин (ФЭА, кефалин), фосфатидилхолин (ФХ, лецитин) – структурные ФЛ, вместе с холестерином формируют липидный бислой клеточных мембран, обеспечивают активность мембранных ферментов, вязкость и проницаемость мембран. Также фосфатидилхолин, являясь одним из важнейших компонентов желчи, поддерживает находящийся в ней холестерин в растворенном состоянии и, таким образом, препятствует образованию желчных камней.