ЛИПИДЫ 3: МОБИЛИЗАЦИЯ ЖИРОВ, БЕТА-ОКИСЛЕНИЕ ЖК, КЕТОНОВЫЕ ТЕЛА, ЭЙКОЗАНОИДЫ

• Мобилизация жиров происходит при активной физической работе и стрессе.  

• Адреналин и глюкагон активируют липазу, которая расщепляет триацилглицеролы.  

• Липаза гидролизует триацилглицеролы, образуя жирные кислоты и глицерол.  

• Глицерол легко растворяется в крови и транспортируется в печень.  

• В печени глицерол превращается в глицерол-трифосфат, который может участвовать в глюконеогенезе или гликолизе.  

• Жирные кислоты транспортируются в крови в комплексе с альбумином, что предотвращает закисление крови.  

• Жирные кислоты проходят через клеточные мембраны и вступают в аэробный катаболизм.  

• Бета-окисление жирных кислот происходит в митохондриях, особенно в мышцах, сердечной мышце и печени.  

• Аэробный катаболизм включает цикл Кребса и цепь переноса электронов, что приводит к синтезу АТФ.  

• Активация жирной кислоты происходит в цитозоле клеток.  

• Жирная кислота соединяется с коферментом А, образуя ацил-кофермент А.  

• Процесс требует две молекулы АТФ.  

• Транспорт активированной жирной кислоты в матрикс митохондрий осуществляется с помощью карнитина.  

• Карнитин ацил-трансфераза соединяет ацил-кофермент А с карнитином.  

• Ацил-карнитин переносится через внутреннюю мембрану митохондрий в матрикс.  

• В матриксе карнитин ацил-трансфераза снова отделяет карнитин, возвращая ацил-кофермент А в бета-окисление.  

• Бета-окисление — циклический процесс, укорачивающий углеродный скелет жирной кислоты на два атома углерода за каждый цикл.  

• В конце каждого цикла отщепляется ацетил-кофермент А, который идет в цикл Кребса.  

• В последнем цикле углеродный скелет не укорачивается, а распадается на два ацетил-кофермента А.  

• Ацил-кофермент А в матриксе митохондрий отщепляет два водорода с помощью ФАД-зависимой дегидрогеназы.  

• Образуется ФАД-Н2, который участвует в цепи переноса электронов, давая две молекулы АТФ.  

• Ацил-кофермент А без двух водородов называется яналил-коферментом А.  

• Яналил-кофермент А присоединяет воду, образуя бета-гидрокси-ацил-кофермент А.  

• Два водорода отщепляются с помощью НАД-зависимой дегидрогеназы, образуя НАД-Н2.  

• Бета-гидрокси-ацил-кофермент А превращается в бета-кето-ацил-кофермент А.  

• Бета-кето-ацил-кофермент А присоединяет ацетил-кофермент А, образуя исходную цепь жирной кислоты, укороченную на два атома углерода.  

• В следующем цикле процесс повторяется, укорачивая цепочку жирной кислоты еще на два атома углерода.  

• Количество циклов бета-окисления равно n/2 минус 1, где n - общее число атомов углерода в жирной кислоте.  

• Пример: для пальмитиновой кислоты с 16 атомами углерода, количество циклов составляет 7.  

• Количество ацетилкоферментов А равно количеству циклов плюс один.  

• В каждом цикле образуется один ацетилкофермент А, а в последнем цикле - два.  

• Суммарное количество АТФ при бета-окислении равно n/2 минус 1 умножить на 5 минус 2.  

• Две молекулы АТФ используются для активации жирной кислоты.  

• Количество АТФ при полном аэробном катаболизме включает бета-окисление, цикл Кребса и цепь переноса электронов.  

• Количество ацетилкоферментов А умножается на 12, так как в цикле Кребса образуется 12 молекул АТФ.  

• Две молекулы АТФ вычитаются для активации жирной кислоты.  

• Для ненасыщенных жирных кислот вычитается 2m, где m - количество двойных связей в молекуле.  

• Пример: для линолевой кислоты вычитается 2m = 2.  

• Жиры - самая выгодная и компактная форма хранения энергии.  

• Пример: при окислении пальмитиновой кислоты образуется 129 молекул АТФ.  

• В молекуле жира три ацилглицерола, что увеличивает количество АТФ до более чем 300 молекул.  

• Скорость окисления жирных кислот зависит от скорости цикла Кребса.  

• Ацетил-кофермент А и НАД+ определяют энергетический потенциал клетки.  

• Высокая концентрация НАД+ тормозит бета-окисление жирных кислот.  

• Поступление кислорода важно для окислительного фосфорилирования и синтеза АТФ.  

• Гемоглобин является основным переносчиком кислорода.  

• Эффект Бора увеличивает освобождение кислорода гемоглобином в зависимости от концентрации протонов.  

• Доступность коферментов НАД+, ФАД и кофермента А важна для бета-окисления.  

• Карнитин-ацил-трансфераза регулирует транспорт ацил-кофермента А через мембраны.  

• АДФ и активированная жирная кислота сигнализируют о необходимости окисления.  

• АТФ и малонил-кофермент А ингибируют бета-окисление.  

• Малонил-кофермент А является ингибитором бета-окисления и синтеза жирных кислот.  

• Адреналин, глюкагон и инсулин регулируют уровень малонил-кофермента А.  

• В пост-абсорбтивный период и при стрессе глюкагон и адреналин ингибируют синтез жирных кислот.  

• Ацетил-кофермент А участвует в синтезе кетоновых тел.  

• ГМГ-КоА-синтаза регулирует синтез кетоновых тел.  

• Ацетоацетат и бета-гидроксибутират являются основными кетоновыми телами в организме.  

• Синтез кетоновых тел незначительно возрастает после приема пищи.  

• Концентрация кетоновых тел составляет от 1 до 3 мг/дл.  

• При голодании и физической нагрузке синтез кетоновых тел увеличивается.  

• При голодании глюкоза израсходована, и жиры расщепляются.  

• Жирные кислоты окисляются, образуя ацетил-КоА, который используется для синтеза кетоновых тел.  

• При сахарном диабете глюкоза не проходит в клетки, и ацетил-КоА используется для синтеза кетоновых тел.  

• Высокий уровень кетоновых тел в крови называется кетоацидозом.  

• Кетоацидоз характерен для сахарного диабета первого типа.  

• При диабете первого типа инсулин не синтезируется, и глюкоза не поступает в клетки.  

• При голодании и физической нагрузке гормоны глюкагон и адреналин активируют распад жира.  

• Жирные кислоты транспортируются в печень, где происходит бета-окисление.  

• Образующийся ацетил-КоА может использоваться для синтеза кетоновых тел или цикла Кребса.  

• Ацетил-КоА может вступать в синтез кетоновых тел или цикл Кребса.  

• Цикл Кребса ингибируется НАД и АТФ, что снижает его скорость.  

• Оксалоацетат используется для глюконеогенеза, что снижает его концентрацию и увеличивает синтез кетоновых тел.  

• Глюкагон и адреналин активируют мобилизацию жира и увеличивают поток жирных кислот в печень.  

• Кофермент А используется в бета-окислении и присоединении к карнитину.  

• Снижение концентрации кофермента А увеличивает скорость синтеза кетоновых тел.  

• Кетоновые тела ацетат и бета-гидроксибутират синтезируются в печени и транспортируются в кровь без переносчиков.  

• Избыточное накопление кетоновых тел в крови вызывает кетоацидоз, который снижает pH крови.  

• Кетоацидоз опасен для жизни, так как снижает pH до 6.8-7, что делает белки и ферменты нефункциональными.  

• Бета-гидроксибутират превращается в ацетат с помощью бета-гидроксибутират дегидрогеназы.  

• Ацетат затем превращается в ацетил-КоА с помощью сукцинил-КоА ацетилтрансферазы.  

• Ацетил-КоА используется в цикле Кребса, где образуется 24 молекулы АТФ.  

• Кетоновые тела используются нервной тканью при длительном голодании, но не печенью и эритроцитами.  

• Окисление бета-гидроксибутирата дает 26 молекул АТФ, а ацетата — 23 молекулы АТФ.  

• Эйкозаноиды — это паракринные гормоны, образующиеся из полиеновых жирных кислот.  

• Основное количество эйкозаноидов образуется из арахидоновой кислоты, а при употреблении рыбьего жира — из эйкозапентаеновой кислоты.  

• Синтез эйкозаноидов включает два пути: циклооксигеназный и липоксигеназный.  

• Арахидоновая кислота высвобождается из фосфолипидов мембран с помощью фосфолипазы А2.  

• Арахидоновая кислота может превращаться в простагландины и тромбоксаны через циклооксигеназный путь или в лейкотриены через липоксигеназный путь.  

• Глюкокортикоиды ингибируют фосфолипазу А2, что объясняет их противовоспалительное и иммуносупрессивное действие.  

• Простогландины и лейкотриены являются медиаторами воспаления.  

• Глюкокортикоиды подавляют каскад арахидоновой кислоты, что объясняет их противовоспалительное действие.  

• Аспирин ингибирует циклооксигеназу, что может привести к бронхоспазму у астматиков.  

• Буквы в названии простагландинов указывают на структуру заместителя в цикле.  

• Количество двойных связей в боковых цепях зависит от количества двойных связей в исходной жирной кислоте.  

• Простагландины живут очень мало и образуются в малых количествах, что делает их важными медиаторами воспаления.  

• Простагландины регулируют метаболизм клеток другого фенотипа, что называется паракринной регуляцией.  

• Они влияют на тонус гладкомышечных клеток, артериальное давление, состояние бронхов и кишечника.  

• Подавление образования простагландинов объясняет противовоспалительное действие глюкокортикоидов.  

• Омега-3 жирные кислоты полезнее омега-6, так как из них образуются более полезные простагландины.  

• Простациклин тормозит сужение сосудов и агрегацию тромбоцитов, в отличие от тромбоксана А2.  

• Омега-3 жирные кислоты рекомендуются для людей с повышенным риском тромбообразования.  

• Омега-3 жирные кислоты должны поступать в организм в большем количестве, чем омега-6.  

• Это не означает, что омега-6 жирные кислоты не нужны.  

• Следующая лекция будет посвящена холестеролу и его производным.