Обмен кетоновых тел, фосфолипидов, особенности обмена липидов в органах и тканях

1. ОБМЕН кетоновых тел , ФОСФОЛИПИДОВ, Особенности обмена липидов в органах и тканях

ОБМЕН КЕТОНОВЫХ ТЕЛ , ФОСФОЛИПИДОВ,
ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА ЛИПИДОВ
В ОРГАНАХ И ТКАНЯХ

2. Биохимические принципы профилактики и лечения атеросклероза

БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ
ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ АТЕРОСКЛЕРОЗА
Первичная
профилактика
начинается
с
момента
возникновения высокой вероятности развития осложнений
атеросклероза:
1. Коэффициент атерогенности Хобщ. - Хлпвп Хлпнп
Х лпвп
Хлпвп
2. Содерожание Хобщ. - не более 5,2 ммоль/л
Максимальное снижение факторов риска !
- не более 3,5

3. Биохимические принципы профилактики и лечения атеросклероза

БИОХИМИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ
ПРОФИЛАКТИКИ И ЛЕЧЕНИЯ АТЕРОСКЛЕРОЗА
Вторичная профилактика начинается после осложнений атеросклероза
(инсульт, инфаркт миокарда и т.д.), по существу это лечебные мероприятия:
Изменение питания
Изменение
образа жизни
- снижение потребления
холестерина
Медикаментозное
лечение
- отказ
от курения
(никотин
ПОЛ,
в т.ч. ЛПНП)
снижение
калорийности
заповышает
счет жиров
и углеводов
- увеличение
полимеры, физической
адсорбирующие
желчные
кислоты
(холестид,
холестероламин
Эфферентные
методы лечения
нагрузки
(повышает
синтез
ЛПВП)
потребления
витаминов
с антиоксидантным
действием
(С, Е, Р, А) и
-др.)
гемосорбция,
плазмосорбция
снижение стрессорных
нагрузок
- ниацин и производные (снижают образование ЛПОНП)
- фибраты (клофебрат и др.) -повышают содержание ЛПВП
-препараты, содержащие полиненасыщенные жирные кислоты (омакора и др.)
(снижают риск тромбообразования)
- ингибиторы ГМГ-СоА-редуктазы – статины (мевакор, закор и др.)

4. Обмен кетоновых тел

ОБМЕН КЕТОНОВЫХ ТЕЛ

5.

Биосинтез кетоновых тел
Митохондрия гепатоцитов
Ацил-КоА
СН3
О
СН3
СН3
СН3
С=О
С=О
С=О
SKoA HS-KoA
SKoA HS-KoA
С=О
Глюкоза SKoA
Ацетил-КоА
СН2
C-S-KoA
СН2
ГМГ-КоА-синтаза
HO – C – CH3
С=О
СН2
SKoA
СOOН
Ацетоацетил-КоА
ГМГ-КоА
-лиаза
СН3
НСОН
СН3
НАД
НАДHH+
С=О
СН2
СН2
СООН
СООН
β-гидроксибутат
Ацетоацетат
ГМГ-КоА
Ацетил-КоА
О
СН3-С-S-KoA
СН3
С=О
СН3
Ацетон

6. Кетоновые тела как источник энергии

КЕТОНОВЫЕ ТЕЛА КАК ИСТОЧНИК ЭНЕРГИИ
Печень
Ацетил-КоА
Кровь
Ацетоацетил-КоА
НЭЖК
Глюкоза
Ацетоацетат
Ацетоацетат
Ткани (мышцы, сердце, мозг)
С=О
С=О
О
ЦТК
2 СН3-С~S-KoA
Ацетил-КоА
β-гидроксибутират
СН3
СН3
СН2
β-гидроксибутират
Сукцинат
Сукцинил-КоА
С=О
S-KoA
Ацетоацетил-КоА
СН3
НСОН
СН2
СН2
СООН
СООН
β-гидроксибутират
дегидрогеназа
НАДНН+
НАД

7. Регуляция синтеза кетоновых тел

РЕГУЛЯЦИЯ СИНТЕЗА КЕТОНОВЫХ ТЕЛ
Кровь
Глюкоза
Гепатоцит
Глюкоза
Ацетил-КоА
Ацил-КоА
Ацетоацетил-КоА
ГМГКоАсинтаза
ГМГ-КоА
НЭЖК
ГМГ-КоА-лиаза
HS-КоА
Ацетил-КоА
Ацетоацетат
Альбумины
+ НЭЖК
β-гидроксибутират
Альбумины
НЭЖК
Жировое депо
ТАГ
Глюкогон;
Адреналин

8. Метаболизм фосфо- и ГЛИКОлипидов

МЕТАБОЛИЗМ
ФОСФО- И ГЛИКОЛИПИДОВ

9. СЛОЖНЫЕ липидЫ

80
Глицерофосфолипиды
Сфингомиелин
Гликолипиды
70
Фосфатидиловая кислота
60
Фосфатидилинозитол
50
Фосфатидилсерин
40
Фосфатидилэтаноламины
30
Фосфатидилхолины
20
Ганглиозиды
10
Цереброзиды
СЛОЖНЫЕ ЛИПИДЫ
%
по массе
липидов
90
100
Фосфолипиды
Сфингофосфолипиды

10. Глицерофосфолипиды

ГЛИЦЕРОФОСФОЛИПИДЫ
[холин]
[этаноламин]
CH3
O C C N+.CH
3
H2 H2
CH3
O C C NH3
H2 H2
Полярная
«головка»
O
O P O
H
H2C C
O O
Гидрофобный
«хвост»
O
O
Фосфатидилхолины
Фосфатидилэтаноламины
CH2
[инозин]
O
[серин]
OH OH
NH2
R1
R2
Фосфатидная
кислота
OH
O
OH
O C C COOH
H2 H
OH
R1, R2 – алифатические цепи ЖК
Фосфатидилинозитолы
Фосфатидилсерины

11. Сфингофосфолипиды

Гидрофобный
«хвост»
Полярная
«головка»
СФИНГОФОСФОЛИПИДЫ
OH
OH
CH2
CH2
HC NH2
CHOH
HC N
H
CHOH
CH
CH
CH
CH
(CH2)12
(CH2)12
CH3
Сфингозин (аминоспирт)
-CH2-CH2-NH3 [этаноламин]
CH3
Церамид
O
O
Церамид
R
CH3
O P O CH2CH2N+ CH [холин]
3
CH3
O
H
CH2C COOH
NH2
Сфингомиелины
[серин]

12. Гликолипиды

Гидрофобная часть
Гидрофильная часть
ГЛИКОЛИПИДЫ
Нейраминовая или
сиаловая кислоты
OH
OH
Галактоза
C H 2O H
O
HO
Моно- или
олигосахаридные
остатки
Глюкоза
O
O
CH 2
CH2
Церамид
Цереброзиды
(нейтральные)
Церамид
Ганглиозиды
(кислые)

13.

Строение и функции основных классов липидов
человека
Класс липидов
Схема строения
Функции
Преимущественная
локализация
Глицерофосфолипиды:
Х-холин;
Этаноламин;
Серин;
Инозитолбифосфат
Структурные компоненты
мембран;
фосфадитилхолин, кроме
того, структурный элемент
липопротеинов, компонент
сурфактанта,
предотвращающего
слипание альвеол (в этом
случае R1 и R2 –
пальмитиновые кислоты)
Мембраны клеток,
монослой на
поверхности
липопротеинов,
альвеолы легких
Сфингофосфоли
пидысфингомиелины
Основные структурные
компоненты мембран
клеток нервной ткани
Миелиновые
оболочка нейронов,
серое вещество мозга

14.

Строение и функции основных классов липидов
человека
Класс липидов
Гликолипиды:
Цереброзиды,
если Хмоносахарид;
ганглиозиды,
если Х-углеводы
сложного состава
Схема строения
Функции
Преимущественная локализация
Компоненты мембран Внешний слой
клеток нервной
клеточных
ткани, антигенные
мембран
структуры на
поверхности разных
типов клеток;
рецепторы,
структуры,
обеспечивающие
взаимодействие
клеток

15.

СТРУКТУРА КЛЕТОЧНОЙ МЕМБРАНЫ
НАРУЖНАЯ СТОРОНА
периферический
сфингомиелин
белок
фосфатидилхолин
ганглиозиды
гликопротеин
цереброзиды
интегрированный
белок
жирные
кислоты
интегрированный
гидрофильные
белок
периферические
полярные группы
фосфатидилсерин
фосфатидилэтаноламин
белки
ЦИТОЗОЛЬ

16. Структура клеточной мембраны

Строение липопротеидов плазмы крови
(ХМ, ЛПОНП, ЛППП, ЛПНП, ЛПВП)
Периферические апопротеины
(например, апоА-II, апоС-II, апо-Е)
Холестерол
Триацилглицеролы
(ТАГ)
Фосфолипид
Гидрофобные
липиды
Интегральные
апопротеины
(апоВ-100 или апоВ-48)
Эфиры
холестерола

17.

ПЕРЕВАРИВАНИЕ, ВСАСЫВАНИЕ И ТРАНСПОРТ
ГЛИЦЕРОФОСФОЛИПИДОВ
Просвет кишечника О
СН2
О
С
О
R1
СН
О
С
R2
В
А
С
СН2
О
РН2О3
Фосфолипаза А, В, С, Д
Д
Азотистое
основание
Глицерол
Pi
Азостистые
основания
Энтероцит
Глицерол
Pi
Азостистые
основания
ТАГ,
Х
ЭХ
ХМ незр.
B-48
Апо А-1
Кровь
Глицерол
Pi
Азостистые
основания
Холестерол, желчные
кислоты, RCOOH, МАГ,
ДАГ
Желчные кислоты,
RCOOH, МАГ, ДАГ,
холестерол
+Ацил-КоА
АХАТ
R-COOH
Лимфа
ХМ незр.
B-48
Апо А-1
Мицелла

18. Переваривание, всасывание и транспорт ГлицероФОСФОлипидов

Биосинтез глицерофосфолипидов
(печень, кишечник, яичники, семенники, др. органы)
Глицерин
Н2О
O
СH2 – O – C – R
O
СH – O – C – R
СН2ОРО3Н2
Фосфатидная кислота
Глицерол – 3 – фосфат
Рi
O
СH2 – O – C – R
O
СH – O – C – R
СН2ОН
Диацилглицерол

19.

O
СH2 – O – C – R
O
СH – O – C – R
ЦТФ
Н 4 Р2 О 7
СН2ОРО3Н2
НО – СН2 – СН (NH2) СООН
Серин
O
СH2 – O – C – R
O
СH – O – C – R
СН2О-ЦДФ
ЦДФ – диацилглицерол
ЦМФ
O
СH2 – O – C – R
O
СH – O – C – R
O
СН2 – О – Р – О –СН2 – СН – СООН
OH
Фосфатидилсерин
NH2

20.

O
R O P O
OH
CH2 CH COOH
Фосфатидилсерин
NH2
- (СО2)
O
R O P O
OH
Фосфатидилэтаноламин
(кефалин)
CH2 CH2 NH2
S-аденозилметионин
S-аденозилгомоцистеин
O
R O P O
OH
CH2 CH2 N+
CH3
CH3
CH3
Фосфатидилхолин
(лецитин)

21.

Биосинтез глицерофосфолипидов (2-ой путь)
Биосинтез фосфатидилэтаноламина
АТФ
Н3N+ – CH2 – CH2 – OH
Этаноламин
АДФ
Mg2+
O
H3N+ – CH2 – CH2 – O – Р - OH
OH
Фосфоэтаноламин
ЦТФ
РРi
H3N+ – CH2 – CH2 – O - ЦДФ + 1,2 ДАГ
ЦДФ – этаноламин
Фосфатидилэтаноламин +
ЦМФ

22.

Биосинтез глицерофосфолипидов (2-й путь)
Биосинтез лецитина
АТФ
АДФ
(СH3)3 N+ - CH2 - CH2 - OPO3H2
Фосфохолин
(CH3)3 N+ - CH2 - CH2OH
Холин
H4P2O7
1,2 ДАГ
(CH3)3 N+ - CH2 - CH2 - O - ЦДФ
ЦДФ - холин
O
CH2 – O – C – R1
O
CH – O – C – R2
O
CH2 – O – P – O – CH2 – CH2N+(CH3)3
=
ЦТФ
OH
Фосфатидилхолин

23.

ОСОБЕННОСТИ ОБМЕНА
ЛИПИДОВ В ОРГАНАХ И ТКАНЯХ

24. Особенности обмена липидов в органах и тканях

Печень
1. Обмен холестерола
- синтез эндогенного холестерола;
- катаболизм холестерола из тканей и органов;
- образование холестеридов
2. Биосинтез ЛПОНП и ЛПВП
3. Образование глицерофосфолипидов
(серинфосфолипиды, этаноламинофосфосфолипиды–
кефалины, холинфосфолипиды – лецитины)
4. Обмен желчных кислот
(биосинтез, выведение, обратное всасывание)
4. Утилизация ХМост. и ЛПВПз
5. Обмен НЭЖК (биосинтез на экспорт, катаболизм неиспользованных
жирных кислот (с короткой углеродной цепью, полиненысыщенных, с
нечетным числом углеродных атомов)
6. Биосинтез ТАГ (на экспорт)
7. Синтез кетоновых тел

25.

Жировая ткань
(сальник, брыжейка, подкожная клетчатка, костный мозг).
До 90% массы жировой ткани – ТАГ.
Более 50% в ТАГ - олеиновая и линолевая жирные кислоты
1. Синтез жирных кислот (в период изобилия)
2. Источник энергии (в период покоя и работы средней
продолжительной интенсивности)
3. Изолирование внутренних органов от переохлаждения и
перегревания
4. Механическая функция (предохранение от ушибов,
повреждений)
5. Сглаживание острых углов скелета («эстетические
функции»)
6. Синтез ТАГ (из собственных и НЭЖК транспортных
липопротеидов (ХМзр., ЛПНП – ТАГ, НЭЖК+альбумины)

26.

СИНТЕЗ ТРИАЦИЛГЛИЦЕРОЛОВ В ЖИРОВОЙ ТКАНИ
Кровь
Жировая ткань
Глюкоза
Глюкоза
Альбумины +
ИЭЖК
ЛПЛ
ХМ зрел.
ЛПОНП
Н2С – ОН
Глицерол – 3 фосфат- Н2С – ОН
|
|
дегидрогеназа
С=О
НС – ОН
|
|
Н2С – О – РО3²ˉ
Н2С – О – РО3²ˉ
+
+
Дигидрокси- NADH + H NAD
Глицерол -3- фосфат
ацетонфосфат
О
3R–C
SKoA
О
3 KoA – SH
СН2
О
С
О
R1
СН
О
С
О
R2
СН2
О
С
R3
Триацилглицерол

27. Синтез триацилглицеролов в жировой ткани

Мышцы
1. Окисление жирных кислот для обеспечения энергии в
период покоя и в условиях длительной работы средней
интенсивности (вместе с углеводами), причем чем
длительнее работа, тем больше используются жирные
кислоты.
2. Сердечная мышца и гладкие мышечные волокна
сосудистой стенки используют как энергетический
материал НЭЖК в большей степени чем глюкозу.
3. Окисление кетоновых тел как энергетического
материала.

28.

Нервная ткань
1. Энергетические
потребности
нервной
ткани
обеспечиваются на 95-97% за счет окисления глюкозы и
3-5% за счет окисления кетоновых тел (в период покоя, при
голодании резко увеличивается).
2. Липиды составляют до 50% от массы нервной ткани
- липиды серого вещества входят в состав мембран
нейронов (особенно их состав не отличается от состава
клеточных мембран других органов и тканей)
- липиды белого вещества (миелиновый футляр) состоят
из холестерола, фофолипидов (глицерофосфолипиды и
сфингофосфолипиды) и гликолипиды.
3. Все сложные липиды нервной ткани синтезируются из
глюкозы, НЭЖК и других низкомолекулярных продуктов.

29.

Кровь
Глю
АТФ
Глю
Гликолипиды
ЖК
Сфингофосфолипиды
Ацетил-КоА
Холин
Ацетилхолин
β-оксибут
Кет. тела
ацетоацетат
ГФЛ
СО2
ЦТК
АТФ
Мембраны
нейронов
и миелиновый
футляр

30.

Строение липопротеидов плазмы крови
(ХМ, ЛПОНП, ЛППП, ЛПНП, ЛПВП)
Периферические апопротеины
(например, апоА-II, апоС-II, апо-Е)
Холестерол
Триацилглицеролы
(ТАГ)
Фосфолипид
Гидрофобные
липиды
Интегральные
апопротеины
(апоВ-100 или апоВ-48)
Эфиры
холестерола

31.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИПОПРОТЕИДОВ
ХМ
ЛПОНП
ЛППП
ЛПНП
ЛПВП
< 0,95
0,96-1,006
1,007-1,019
1,02-1,063
1,064-1,21
100-1000
43
27
22
8
Электрофоретическая
подвижность
остаются на
старте
пре-ϐ
ϐ
α
Место
образования
тонка кишка
печень
кровь катаболизм
ЛПОНП
кровь катаболизм
ЛПОНП через
ЛППП
печень катаболизм
ХМ и ЛПОНП
Основная
функция
транспорт
экзогенных
ТАГ
транспорт
эндогенных
ТАГ
предшественник ЛПНП
транспорт
холестерина
в ткани
обратный
транспорт
холестерина
в печень
90%
5%
4%
1%
А, В-48, С, Е
65%
15%
10%
10%
В-100, C, E
20%
25%
35%
20%
B-100, E
5%
50%
25%
20%
B-100
5%
20%
25%
55%
A, C, E
Плотность
(г/мл)
Диаметр (нм)
Состав:
ТАГ
ЭХ, Х
фосфолипиды
белок
апобелки

32.

ХАРАКТЕРИСТИКА ЛИПОПРОТЕИДОВ
ХМ
ЛПОНП
ЛПНП
ЛПВП
< 0,95
0,96-1,006
1,02-1,063
1,064-1,21
100-1000
43
22
8
Электрофоретическая
подвижность
остаются на
старте
пре-ϐ
ϐ
α
Место
образования
тонка кишка
печень
кровь катаболизм
ЛПОНП через
ЛППП
печень катаболизм
ХМ и ЛПОНП
Основная
функция
транспорт
экзогенных
ТАГ
транспорт
эндогенных
ТАГ
транспорт
холестерина
в ткани
обратный
транспорт
холестерина
в печень
90%
5%
4%
1%
А, В-48, С, Е
65%
15%
10%
10%
В-100, C, E
5%
50%
25%
20%
B-100
5%
20%
25%
55%
A, C, E
Плотность
(г/мл)
Диаметр (нм)
Состав:
ТАГ
ЭХ, Х
фосфолипиды
белок
апобелки