Основные фосфолипиды и гликолипиды тканей человека

1. АО «Южно-Казахстанская государственная фармацевтическая академия » Кафедра «Биохимии , биологии и микробиологии »

ПРЕЗЕНТАЦИЯ
НА ТЕМУ : ОСНОВНЫЕ ФОСФОЛИПИДЫ И ГЛИКОЛИПИДЫ
ТКАНЕЙ ЧЕЛОВЕКА
ПОДГОТОВИЛА : КУАТ У.
ГРУППА : 208 «Б» ОМ
ПРИНЯЛА : КАН А.М.
ШЫМКЕНТ,2017

2. План:

Важнейшие липиды тканей человека
Состав и строение резервных и структурных липидов тканей
Основные фосфолипиды и гликолипиды тканей человека:
глицерофосфолипиды, сфинголипиды, гликолипиды,
гликофосфолипиды
Функции фосфолипидов и гликолипидов
Сфинголипидозы
Эйкозаноиды и их роль в регуляции метаболизма и
физиологических функции
Перекисное окисление липидов, роль в возникновении
мембранных патологий
Антиоксиданты
Литература

3. Важнейшие липиды тканей человека

Липиды составляют около 10-12% массы тела человека.
В среднем в теле взрослого человека содержится около 10-12 кг
липидов, из них 2-3 кг приходится на структурные липиды,
а остальное количество – на резервные. Основная
масса резервных липидов (около 98%)
сосредоточена в жировой ткани и представлена ТАГ.
Эти липиды являются источником потенциальной химической
энергии, доступной в периоды голодания.
Содержание липидов в тканях человека
существенно различается. В жировой ткани они составляют до
75% сухого веса. В нервной ткани липидов содержится до 50%
сухого веса, основные из них фосфолипиды и сфингомиелины
(30%), холестерол (10%), ганглиозиды и церебризиды (7%). В
печени общее количество липидов в норме не превышает 1014%.

4.

Жирные кислоты, характерные для организма человека,
содержат чётное число атомов углерода, чаще всего – от
16 до 20. Основной насыщенной жирной кислотой
в липидах человека является пальмитиновая (до 3035%). Ненасыщенные жирные кислоты представлены
моноеновыми и полиеновыми. Двойные связи в жирных
кислотах в организме человека имеют цис-конфигурацию
Жиры и фосфолипиды организма при нормальной
температуре тела имеют жидкую консистенцию, так как
количество ненасыщенных жирных кислот преобладает
над насыщенными. В фосфолипидах мембран
ненасыщенных кислот может быть до 80-85%, а в
составе подкожного жира – до 60%.

5. Состав и строение резервных и структурных липидов тканей

Жировая ткань является разновидностью рыхлой
соединительной ткани, в которой жировые клетки образуют
большие скопления. Жировая клетка имеет все свойственные
клетке органеллы, но основной ее объем занимает
жировая капля. Жировые клетки при этом
увеличиваются и могут занимать все пространство
между соединительнотканными волокнами, которые входят
в состав межклеточного пространства.
Жировая ткань накапливается, главным образом,
в брюшной полости животных (сальник,
околопочечный жир и др.), под кожей (подкожная клетчатка),
между мышцами и в других местах.
Количество накапливающейся в туше
жировой ткани зависит от вида, возраста, породы, пола,
упитанности животного, анатомического
происхождения части туши.

6.

Прижизненные функции жировой ткани:
защитная, структурная, питательная . Жировая
ткань наряду с другими тканями входит в состав
мяса и в значительной степени определяет его
качество.

7. Основные фосфолипиды и гликолипиды тканей человека:

глицерофосфолипиды,
сфинголипиды,
гликолипиды,
гликофосфолипиды

8. Глицерофосфолипиды

Все глицерофосфолипиды можно рассматривать как
производные фосфатидной кислоты:
В пределах одного класса соединения отличаются друг
друга составом жирнокислотных остатков. Основной
функцией глицерофосфолипидов является
структурная -- они входят в качестве важнейших
структурных компонентов в состав клеточных мембран
или липопротеидов плазмы крови. Некоторые
глицерофосфолипиды выполняют специфические для
конкретного класса фосфолипидов функции. Так,
инозитолфосфатаиды участвуют в работе
регуляторных механизмов клетки: при воздействии на
клетку ряда гормонов происходит расщепление
инозитолфосфатидов, а образующиеся соединения:
инозитолтрифосфат и диглицериды, выступают в
качестве внутриклеточных мессенджеров,
обеспечивающих метаболический ответ клетки на
внешний регуляторный сигнал.

9. Сфинголипиды

Все сфинголипиды можно рассматривать как производные
церамида, которыйяН,в свою очередяНь, состоит из
двухосновного ненасыщенного аминоспирта сфингозина: и
остатка высшей жирной кислоты, связанного с сфингозином
амидной связью:
Отдельные классы сфинголипидов отличаются друг от друга
характером группировки, присоединенной к церамиду через
концевую гидроксильную группу.
а) У сфингомиелинов этой группировкой является остаок
фосфорилированного холина
б) У цереброзидов такой группировкой является остаток
моносахарида галактозы или глюкозы
в) У ганглиозидов эта группировка представляет собой
гетероолигасахарид
Характерной особенностью структуры ганглиозидов является
наличие в составе их гетероолигосахаридной группировки
одного или нескольких остатков сиаловой кислоты.
Все сфинголипиды выполняют прежде всего структурную
функцию, входя в состав клеточных мембран. Углеводные
компоненты цереброзидов и в особенности ганглиозидов
участвуют в образовании гликокалликса. В этом качестве они
играют определенную роль в реализации межклеточных
взаимодействий и взаимодействия клеток с компонентами
межклеточного вещества. Кроме того, ганглиозиды играют
определенную роль в реализации рецепторами клеток своих
коммуникативных функций.

10. Гликолипиды

широко
Гликолипиды
представлены в тканях,
особенно в нервной ткани,
в частности в мозге.
Главной формой
гликолипидов в животных
тканях являются
гликосфинголипиды.
Последние содержат церамид,
состоящий из спирта
сфингозина и остатка жирной
кислоты, и один или несколько
остатков сахаров.

11. Гликофосфолипиды

В
организме большая часть липидо
в представлена ацилглицеролами
в виде триацилглицеролов ; они
являются главными липидами
жировых отложений и пищи.
Кроме того, ацилглицеролы, в
первую очередь фосфолипиды ,
являются основными
компонентами плазматических и
других мембран . Фосфолипиды
участвуют в метаболизме многих
липидов. Гликофосфолипиды ,
построенные из сфингозина ,
остатков сахаров и жирных кислот
, составляют 5-10% всех липидов
плазматической мембраны .

12. Функции фосфолипидов  и гликолипидов

Функции фосфолипидов и гликолипидов
ФОСФОЛИПИДЫ СЛУЖАТ ГЛАВНЫМИ КОМПОНЕНТАМИ
БИОЛОГИЧЕСКИХ МЕМБРАН. ИХ ОБЩИМ ОТЛИЧИТЕЛЬНЫМ
ПРИЗНАКОМ ЯВЛЯЕТСЯ НАЛИЧИЕ ОСТАТКА ФОСФОРНОЙ
КИСЛОТЫ, КОТОРЫЙ ОБРАЗУЕТ СЛОЖНОЭФИРНУЮ СВЯЗЬ С
ГИДРОКСИЛЬНОЙ ГРУППОЙ SN-С-З ГЛИЦЕРИНА. ПОЭТОМУ
ФОСФОЛИПИДЫ ПО КРАЙНЕЙ МЕРЕ В НЕЙТРАЛЬНОЙ ОБЛАСТИ
РН НЕСУТ ОТРИЦАТЕЛЬНЫЙ ЗАРЯД.
НАИБОЛЕЕ ПРОСТАЯ ФОРМА ФОСФОЛИПИДОВ,
ФОСФАТИДОВЫЕ КИСЛОТЫ, ЯВЛЯЮТСЯ ФОСФО-МОНОЭФИРАМИ
ДИАЦИЛГЛИЦЕРИНА. ФОСФАТИДОВЫЕ КИСЛОТЫ —
ВАЖНЕЙШИЕ ПРЕДШЕСТВЕННИКИ В БИОСИНТЕЗЕ ЖИРОВ И
ФОСФОЛИПИДОВ, ФОСФАТИДОВЫЕ КИСЛОТЫ МОГУТ БЫТЬ
ПОЛУЧЕНЫ ИЗ ФОСФОГЛИЦЕРИДОВ С ПОМОЩЬЮ
ФОСФОЛИПАЗ.

13.

Фосфатидовая кислота (остаток фосфатидил-) служит
исходным веществом для синтеза других фосфолипидов.
Остаток фосфорной кислоты может образовывать
сложноэфирную связь с гидроксильными группами
аминоспиртов (холин, этаноламин или серин) или
полиспиртов (миоинозит). В качестве примера здесь
приведен фосфатидилхолин. При взаимодействии с
глицерином двух остатков фосфатидовой кислоты
образуется дифосфатидилглицерин (кардиолипин, на
схеме не приведен) — фосфолипид внутренних мембран
митохондрий. Лизофосфолипиды образуются из
фосфатидовой кислоты при ферментативном отщеплении
одного из ацильных остатков и присутствуют, например, в
пчелином и змеином яде.

14.

Фосфатидилхолин (лецитин) — широко
распространенный фосфолипид клеточных мембран.
В фосфатидилэтаноламине (кефалине) вместо
остатка холина содержится этанол амин, в
фосфатидилсерине — остаток серина, в
фосфатидилинозите — остаток циклического
многоатомного спирта миоинозита. Его производное
— фосфатидилинозит-4,5-дифосфат — важный в
функциональном отношении компонент
биологических мембран. При ферментативном
расщеплении (фосфолипазой) он образует два
вторичных мессенджера (см. с. 375) —
диацилглицерин [ДАГ (DAG)] и инозит-1,4,5трифосфат [ИФ3 (InsP3)].

15.

Наряду с отрицательно заряженной
фосфатной группой в некоторых фосфолипидах,
например в фосфатидилхолине и
фосфатицилэтаноламине. присутствуют
положительно заряженные группировки. За счет
уравновешивания зарядов эти молекулы в целом
нейтральны. Напротив, в фосфатидилсерине
один положительный и один отрицательный
заряды имеются в остатке серина, а
фосфатидилинозит (без дополнительных
группировок) в целом заряжен отрицательно за
счет фосфатной группы.

16.

Сфинголипиды в большом количестве присутствуют
в мембранах клеток нервной ткани и мозге. По
строению эти соединения несколько отличаются от
обычных фосфолипидов (глицерофосфолипидов).
Функции глицерина в них выполняет аминоспирт с
длинной алифатической цепью — сфингозин.
Производные сфингозина, ацилированного по
аминогруппе остатками жирных кислот, называются
церамидами. Церамиды являются
предшественниками сфинголипидов, в частности
сфингомиелина (церамид-1-фосфохолина),
важнейшего представителя группы сфинголипидов.

17.

Гпиколипиды содержатся во всех тканях, главным
образом в наружном липидном слое плазматических
мембран. Гликолипиды построены из сфингозина,
остатка жирной кислоты и олигосахарида. Заметим, что в
них отсутствует фосфатная группа. К наиболее простым
представителям этой группы веществ относятся
галактозилцерамид и глюкозилцерамид (так называемые
цереброзиды). Соединения с сульфогруппой на
углеводных остатках носят название сульфатидов.
Ганглиозиды — представители наиболее сложно
построенных гликолипидов. Они представляют большое
семейство мембранных липидов, выполняющих, повидимому, рецепторные функции. Характерной
особенностью ганглиозидов является наличие остатков Nацетилнейраминовой кислоты.

18. Сфинголипидозы

- группа
Сфинголипидозы
наследственных заболеваний,
проявляющихся чаще всего в
детском возрасте. Эти заболевания
относятся к большой группе
лизосомных болезней, или болезней
накопления (Neufeld, Lim, Shapiro,
1975.
Сфинголипидозы - врожденные
нарушения метаболизма липидов,
главным образом сфинголипидов ,
входящих в состав клеточных
мембран головного мозга и других
органов. Нарушения обусловлены
отсутствием лизосомных ферментов ,
катализирующих процессы распада
сфинголипидов.

19.

В клиническом плане болезни накопления сфинголипидов
характеризуются прогрессирующими умственными и двигательными
расстройствами вследствие изменений головного мозга, поражениями
костей, паренхиматозных органов (печень, селезенка, почки), кожи и
сетчатки глаз.
Основу молекулярной структуры сфинголипидов составляет церамид
- продукт соединения через аминогруппу аминоспирта сфингозина и
жирной кислоты. Разнообразие сфинголипидов связано с
присоединением к церамиду более простых молекулярных групп,
главным образом гексоз.
Поскольку сфинголипиды являются важнейшими структурными
компонентами клеточных мембран, в частности миелиновых
оболочек нервных волокон, нарушение постоянно протекающего в
организме их обновления и распада в лизосомах клеток создает
патологическую картину поражения большинства жизненно важных
органов, включая серое и белое вещества головного мозга. Дефекты
деградации сфинголипидов связаны с недостаточностью
соответствующих ферментов, специфических для каждого типа
сфинголипидов.

20. Эйкозаноиды  и их роль в регуляции метаболизма  и физиологических функции

Эйкозаноиды и их роль в регуляции метаболизма
и физиологических функции
Эйкозаноиды – обширная группа
физиологически и фармакологически активных
соединений. К ним относятся простаноиды
(простагландины, простациклины, тромбоксаны)
и лейкотриены.

21.

Наиболее активным предшественником эйкозаноидов
является входящая в состав фосфолипидов
плазматических мембран арахидоновая кислота.
Последняя освобождается из фосфолипидного бислоя
мембраны при действии фосфолипазы А2. В образовании
эйкозаноидов принимают участие также и другие
незаменимые жирные кислоты (линолевая и α-линоленовая), но только после элонгации на два углеродных
атома и десату-рации, т.е. после превращения в 20углеродные тетраеновые кислоты. Поэтому эйкозаноиды
можно разделить на 3 группы (в каждую входят
простагландины, тромбоксаны и лейкотриены) в
зависимости от предшественников: линолеата,
арахидоната и линолената.

22.

Главный субстрат для синтеза эйкозаноидов у
человека - арахидоновая кислота (20:4, ω-6), так
как её содержание в организме человека
значительно больше остальных полиеновых
кислот-предшественников эйкозаноидов.
В меньшем количестве
для синтеза эйкозаноидов используются
эйкозапентаеновая (20:5, ω-3) и эйкозатриеновая
(20:3, ω-6) жирные кислоты.

23.

Полиеновые кислоты с 20 атомами углерода
поступают в организм человека с пищей или
образуются из незаменимых (эссенциальных)
жирных кислот с 18 атомами углерода, также
поступающими с пищей.
Полиеновые жирные кислоты, которые могут
служить субстратами для синтеза эйкозаноидов,
входят в состав глицерофосфолипидов мембран. Под
действием ассоциированной с мембраной
фосфолипазы А2 жирная кислота отщепляется от
глицерофосфолипида и используется для синтеза
эйкозаноидов.

24.

Хотя субстраты для синтеза эйкозаноидов имеют довольно простую
структуру (полистовые жирные кислоты), из них образуется большая
и разнообразная группа веществ. Наиболее распространены в
организме человека простагландины, которые впервые были
выделены из предстательной железы, откуда и получили свое
название. Позже было показано, что и другие ткани организма
синтезируют простагландины и другие эйкозаноиды.
Лейкотриены также образуются из эйкозаноевых кислот, однако в их
структуре отсутствуют циклы, как у простагландинов, и они имеют 3
сопряжённые двойные связи, хотя общее число двойных связей в
молекуле больше (рис. 8-49). Лейкотриены С4, D4 и Е4 имеют
заместители в виде трипептида глутатиона, дипептида
глицилцистеина или цистеина, соответственно.
Липоксигеназный путь синтеза, приводящий к образованию
большого количества разных эйкозаноидов, начинается с
присоединения молекулы кислорода к одному из атомов углерода у
двойной связи, с образованием гидропероксидов гидропероксидэйкозатетраеноатов (ГПЭ-ТЕ). Далее гидропероксиды
превращаются в соответствующие гидроксиэйкозатетроеноаты
(ГЭТЕ).

25. Эйкозаноиды - гормоны местного действия по ряду признаков:

образуются в различных тканях и органах, а не
только в эндокринных железах;
действуют по аутокринному или паракринному
механизмам;
концентрация эйкозаноидов в крови меньше, чем
необходимо, чтобы вызвать ответ в клеткахмишенях.

26.

Только при некоторых патологических
состояниях эйкозаноиды могут оказывать
системное действие, если их концентрация в
крови увеличивается до количеств, когда они
могут оказать действие на ГМК всего органа,
например кишечника, лёгких, кровеносных
сосудов.

27. Механизмы действия эйкозаноидов

Один и тот же тип эйкозаноида может
действовать по паракринному и по аутокринному
механизму. Например, ТХ А2, продуцируемый
тромбоцитами при их активации, действует на
сами тромбоциты, увеличивая их способность к
агрегации, ив то же время действует на
окружающие ГМК кровеносных сосудов,
способствуя их сокращению. Таким образом
создаются условия для образования тромба и
предотвращения кровотечения в области
повреждения сосудов.

28.

Эйкозаноиды действуют на клетки через специальные
рецепторы. Некоторые рецепторы эйкозаноидов связаны с
аденилатциклазной системой и протеинкиназой А - это
рецепторы PGE, PG D, PC I. PG F2α, ТХ А2 эндоперекиси
(ГПЭТЕ) и лейкотриены действуют через механизмы,
увеличивающие уровень кальция в цитозоле клеток-мишеней.
Во многих клетках эйкозаноиды влияют на степень активации
аденилатциклазной системы в ответ на действие других
факторов, например гормонов. В этих случаях эйкозаноиды
влияют на конформацию G-белков в плазматической мембране
клеток. Если эйкозаноид связывается со стимулирующими Gsбелками, то эффект основного стимулирующего агента
увеличивается; если с Gi-ингибирующими - эффект снижается.
Эйкозаноиды действуют на клетки почти всех тканей
организма. Избыточная продукция эйкозаноидов наблюдается
при многих заболеваниях.

29. Роль эйкозаноидов в развитии воспаления

Роль эйкозаноидов в развитии воспаления
Воспаление - реакция организма на
повреждение или инфекцию, направленная на
уничтожение инфекционного агента и восстановление
повреждённых тканей. Продукция медиаторов воспаления эйкозаноидов, гистамина, кининов (пептидных гормонов
местного действия) - активируется каскадами реакций,
запускающимися при внедрении инфекционных агентов или
повреждении тканей. Фактором, лимитирующим скорость
синтеза эйкозаноидов, служит освобождение жирной кислоты
под действием фосфо-липазы A2. Фосфолипаза A2 связана с
мембранами клеток и активируется многими факторами:
гистамином, кининами, механическим воздействием на клетку,
контактом комплекса антиген-антитело с поверхностью клетки.
Активация фосфолипазы A2 приводит к увеличению синтеза
эйкозаноидов.

30.

Многие эйкозаноиды выполняют функцию
медиаторов воспаления и действуют на всех
этапах воспаления. В результате увеличивается
проницаемость капилляров, транссудат и
лейкоциты проходят через сосудистую стенку.
Лейкотриен В4 и липоксин А4 являются
мощными факторами хемотаксиса;
взаимодействуя с рецепторами, стимулируют
движение лейкоцитов в область воспаления и
секрецию ими лизосомальных ферментов и
фагоцитоз чужеродных частиц.

31.

Симптомы воспаления - покраснение, жар, отёк
и боль. Покраснение и жар вызываются
факторами, увеличивающими приток
крови к месту повреждения. Отёк результат увеличения притока жидкости из
капилляров и движения клеток
белой крови в область воспаления. Боль
вызывается химическими компонентами
(продуктами распада тканей, протонами)
и сдавлением нервных окончаний. В развитии
этих признаков воспаления участвуют разные
типы эйкозаноидов.

32. Антиоксиданты

Антиоксиданты
(антиокислители,
консерванты) —
ингибиторы
окисления,
природные или синтет
ические вещества,
способные замедлять
окисление
(рассматриваются пре
имущественно в конт
ексте окисления орган
ических соединений).

33.

Окисление углеводородов, спиртов, кислот,
жиров и других веществ свободным кислородом
представляет собой цепной процесс. Цепные реакции
превращений осуществляются с участием активных
свободных радикалов — перекисных (RO2*),
алкоксильных (RO*), алкильных (R*), а также
активных форм кислорода (супероксид анион,
синглетный кислород). Для цепных разветвлённых
реакций окисления характерно увеличение скорости
в ходе превращения (автокатализ). Это связано с
образованием свободных радикалов при распаде
промежуточных продуктов — гидроперекисей и др.

34.

Механизм действия наиболее распространённых
антиоксидантов (ароматические амины, фенолы,
нафтолы и др.) состоит в обрыве реакционных цепей:
молекулы
антиоксиданта взаимодействуют с активными радикалами
с образованием малоактивных радикалов.
Окисление замедляется также в присутствии веществ,
разрушающих гидроперекиси (диалкилсульфиды и др.). В этом
случае падает скорость образования свободных радикалов.
Даже в небольшом количестве (0,01—0,001 %) антиоксиданты
уменьшают скорость окисления, поэтому в течение некоторого
периода времени (период торможения, индукции) продукты
окисления не обнаруживаются. В практике торможения
окислительных процессов большое значение имеет явление
синергизма — взаимного усиления эффективности
антиоксидантов в смеси, либо в присутствии других веществ.

35. Литература:

1.
учебное пособие для самостоятельной подготовки студентов п
о биохимии, 2 том – Алматы, 2009, Плешкова С.М., Абитаева
С.А., Жакыпбекова С.С. и соавт.
2.Тапбергенов С.О., Тапбергенова Т.С. Медицинская и
клиническая биохимия – Павлодар, 2004
3.Марри Р., Греннер Д., Мейес П., Родуэлл В. Биохимия
человека – 2003 г
4.Кольман Я., Рем К-Г Наглядная биохимия – М, Мир, 2004
5.Биохимия тесты и задачи: учебное пособие для студентов
медвузов, под ред. Чл.корр. РАН, проф. Е.С. Северина Е.С. – М,
2005
6.Биохимия в вопросах и ответах под ред чл.корр. НАН РК,
д.х.н проф. Адекенова С.М., Астана, 2003