Метаболизм липидов. Метаболизм триацилглицеридов. (Лекция 9)

1. Метаболизм липидов 2. Метаболизм триацилглицеридов (ТАГ).

1. Синтез (депонирование ТАГ).
2. Синтез высших жирных кислот (ВЖК).
3. Тканевой липолиз. Регуляция.
4. Окисление глицерина.
5. Бета-окисление ВЖК. Значение.
6. Кетогенез.

2. Депонирование нейтрального жира (ТАГ)

• Жиры и гликоген – формы депонирования
энергетического материала.
• Жиры – наиболее долговременные и более
эффективные источники энергии. При голодании
запасы жира у человека истощаются за несколько
недель, а гликоген почти полностью расходуются за
сутки.
• Если поступление пищи ( главным образом , жиры и
углеводы) превышают потребности организма в
энергии, то ТАГ синтезируются в адсорбтивный
период.
• Синтез происходит в основном в жировой ткани и
печени.

3. Локализация синтеза ТАГ

• В печени и жировой ткани (преимущественно,
а также в др).
• В жировой ткани – жиры синтезируются и
депонируются.
• В печени – жир синтезируется из углеводов,
затем в составе ЛПОНП (формируются в печени)
секретируется в кровь и доставляется в другие
ткани( в первую очередь в жировую).
• Синтез жира в печени и жировой ткани протекает
по единому механизму через образование
фосфатидной кислоты из
Ацил- КоА и глицерол-3 фосфата!!!!
Пути образования глицерол-3-фосфата в этих
тканях разные

4. Пути образования глицерол -3-фосфата в печени и жировой ткани

СН2 - ОН
I
СН - ОН
I
СН2 – О - Р
глицерол-3-фосфат
В печени:
а) из дигидроксиацетонфосфата – метаболита
гликолитического этапа окисления углеводов;
б) из глицерина – путем фосфорилирования АТФ
ферментом глицеролкиназой
В жировой ткани:
а) из дигидроксиацетонфосфата – метаболита
гликолитического этапа окисления углеводов –
единственный путь;
б) не возможно. Отсутствует глицеролкиназа

5. Образование фосфатидной кислоты (последовательная этерификация глицерол-3-фосфата

СН2 – ОН
I
СН – ОН +
I
СН2 – О – Р
СН2 – О – СО – R1
R1 CO- КoA
R2 CO- КoA
I
СН – О – СО – R2
I
СН2 – О - Р
Фосфатидная кислота
Жирные кислоты предварительно активируются
НS-КоА , АТФ:
RCOOH + HS-KoA+ АТФ
RCO-SKoA+ АТФ

6. Источники жирных кислот для синтеза ТАГ

Жировая ткань.
а) Преимущественно ЖК, освободившиеся при
гидролизе жиров ХМ( экзогенные жиры) и ЛПОНП
(эндогенные, синтезируемые в печени)
б) Синтезированые в адипоцитах из метаболитов
углеводного обмена ( Ацетил-КоА и НАДФН+)
Печень.
а) Преимущественно ЖК, синтезированые из
метаболитов углеводного обмена (Ацетил-КоА и
НАДФН+) в печени.

7. Синтез ВЖК

• В абсорбтивный период (избыток углеводов). В
цитоплазме. Активируется инсулином
• Субстрат: Ацетил-КоА - метаболит окисления
углеводов образуется в митохондрии.
• Из митохондрии в цитоплазму он поступает в виде
цитрата, который далее в ЦТК не превращается, так
как ингибируется изоцитратдегидрогеназа ЦТК
избытком АТФ.
• Первая реакция синтеза - АТФ-зависимое
карбоксилирование Ацетил-КоА до малонилКоА
ферментом АцетилКоА-карбоксилаза
(биотинзависимый фермент –витамин Н, активатор инсулин). !!!!!!
СН3СО-SКоА+СО2 +АТФ→ НООС- СН2 - СО-SКоА
Далее, и малонил и Ацетил с КоА переходят на АПБ и
конденсируются с образованием ацетоацетила-АПБ

8. Особенности синтеза ВЖК

Особенности синтеза ВЖК
Синтез представлен последовательными реакциями,
ведущими к удлинению молекулы ЖК. Катализируются
реакции полифункциональным ферментом синтазой
жирных кислот, содержащий 7 активных центров и
ацилпереносящий белок.
Все реакции синтеза, кроме первой происходят на
ацилпереносящем белке (АПБ), в отличие от бетаокисления.
На этапах восстановления используется НАДФН+
(пентозофосфатного цикла).
Первый цикл заканчивается образованием
бутирилАПБ
Бутирил-АПБ вновь вступает во взаимодействие с
малонил- АПБ и так 7 циклов, пока не образуется
пальмитиновая кислота, из которой образуются другие
ВЖК.

9. Синтез ТАГ

1. Активация жирной кислоты:
R1 СООН + АТФ + НSКоА → R1СО- SКоА +АМФ
2. Образование глицерол-3-фосфата
3. Образование фосфатидной кислоты
4. Синтез ТАГ . Этерификация жирной кислотой по
положению 3 после отщепления остатка фосфорной
кислоты:
СН2 - ОН
СН2 - О -CО-R1
I
СН - ОН
I
I
+ R1СО- SКоА
R3 CO-SKOA
R2СО- SКоА
СН2 – О – Р
Абсорбтивный период.
СН - О - СО-R2
I
Р
CН2 - О –CО-R3

10.

• Триацилглицеролы ( жиры), депонированные
в адипоцитах в абсорбтивный период,
используются как источник энергии в период
голодания и при длительной физической
работе.
• Жиры являются самыми
высококалорийными веществами в
организме, так как жирные кислоты,
входящие в их состав, являются наиболее
восстановленными молекулами (т.е.
содержащими много -СН2-), при окислении
которых выделяется большое количество
энергии.
• Так, при окислении 1 г жиров выделяется
9,7 ккал

11. Использование депонированного жира (мобилизация). Тканевой липолиз. Регуляция

• Тканевой липолиз ( мобилизация тканевого жира
в клетках тканей ( прежде всего в адипоцитах)
представляет собой ферментативный гидролиз
жира до жирных кислот и глицерола.
Гормонзависимый фермент –
триацилглицеридлипаза (ТАГ-липаза).
• Активность ДАГ-, и МАГ- липаз не зависит от
гормонов .
• Активируют ТАГ-липазу в основном гормоны
глюкагон и адреналин через активацию
аденилатциклазной системы, а также
соматотропный гормон и кортизол.
• Инсулин дефосфосфорилирует ТАГ-липазу, что
приводит к ее инактивации (тормозит липолиз).

12. Тканевой липолиз

сн2-о-со-R1
сн2-он
сн2-он
сн2-он
I
cн-о-со-R2
I
cн2-о-со-R3
I
cн-о-со-R2
I
сн2-о-со-R3 I
I
сн-о-со-R2
I
сн2-он
I
сн-оH
I
сн2-он
1
ТАГ
2
ДАГ
R1COOH
33
3
2-МАГ
R3COOH
Ферменты:
1. Тканевая триацилглицеридлипаза –
гормонзависимая;
2. ДАГ-липаза; 3. МАГ-липаза
R2COOH

13. Судьба продуктов тканевого липолиза

• Если тканевой липолиз в жировой ткани,то
ВЖК, в большей степени, выходят в кровь и в
комплексе с альбуминами транспортируются
к тканям, нуждающимся в энергии и там
подвергаются бета-окислению.
• Если тканевой липолиз - в функционирующих
тканях, то как правило, здесь же
используются.

14. Регуляция тканевого липолиза

15. Источники и значение жирных кислот

Источники:
- Продукты гидролиза (переваривания)
экзогенных жиров;
- Продукты тканевого липолиза;
- Синтез из метаболитов окисления
углеводов
Значение:
- Окисление с высвобождением энергии;
- Синтез нейтрального жира;
- Синтез глицерофосфолипидов;
- Синтез других сложных липидов;
- Этерификация холестерола

16. Бета-окисление жирных кислот. Значение-энергетическое

Бета-окисление жирных кислот. Значениеэнергетическое
• Окисление - в матриксе митохондрий
• Жирные кислоты в цитоплазме активируются АТФ и
НSКоА (ацил–SКоА)
• Из цитоплазмы в митохондрию ацил- SКоА
транспортируется в комплексе с карнитином
«челнок»(поступает с пищей или синтезируется из
лизина и метионина)
(СН3)3 =N-CН2-СНОН-СН2-СООН
. Фермент, необходимый для образования комплекса –
карнитинацилтрансфераза.

17. Бета- окисление (продолжение)

- Только в аэробных условиях.
- Окисление происходит по бета-схеме, т.е. окисляется
бета-углеродный атом. Цикл заканчивается
укорочением ацил-Коа на 2 углеродных атома в виде
Ацетил-КоА.
- Водород из реакций дегидрирования поступает в
ЦПЭ и сопровождается синтезом АТФ в процессе
окислительного фосфорилирования.
- Энергетический эффект одного цикла 5 молей АТФ
- Конечный продукт бета- окисления Ацетил-КоА
окисляется в цикле Кребса до СО2 и воды с
высвобождением энергии (12 АТФ).
- Укороченный ацил-КоА вновь поступает в цикл до
тех пор пока полностью не расщепится до АцетилКоА.

18. Бета-окисление высших жирных кислот

СН3 (СН)n СН2 –СН2 –СО-SKoA
ФАД
ФАДН2
СН3 (СН)n СН = СН –СО-SKoA
+НОН
СН3 (СН)n СН - СН –СО-SKoA
ЦПЭ
НАД
ОН
НАДН2
СН3 (СН)n СО - СН –СО-SKoA
тиолаза
НS-KoA
СН3 (СН)n СО-SKoA + CH3 CO- SKoA
в новый цикл бета-окисления
ЦТК

19. Окисление глицерина

СН2- ОН
I
СН2 - ОН
1
СН - ОН + АТФ
I
СН - ОН
СОН
2
I
СН – ОН
I
I
I
СН2- ОН
СН2 - О-Р
СН2 – О-Р
1.
2.
в гликолиз
Ферменты:
Глицеролкиназа
Глицеролфосфатдегидрогеназа (кофермент НАД)

20. Кетоновые тела. Кетогенез.

Кетоновые тела. Кетогенез
.
• Ацетоуксусная. Бета-гидроксибутират, ацетон
• Субстрат – Ацетил-КоА
• Только в митохондрии печени при низком
соотношении инсулин/глюкагон (голодание,
физические нагрузки, сахарный диабет)
• В этой ситуации активируется распад жира и
окисление высших жирных кислот
• Скорость ЦТК снижена, так как ЩУК (катализатор
ЦТК) идет на глюконеогенез
• Скорость образования Ацетил-КоА выше, чем
скорость его сгорания в ЦТК
• 2 молекулы Ацетил-Коа конденсируется
• Высокий уровень кетоновых тел в крови
(кетонемия) истощает щелочные резервы крови –
возможен АЦИДОЗ

21. Кетогенез

СН3СО-SКоА + СН3СО-SКоА
СН3-СО- СН2- СО-SКоА
ацетоацетилКоА
СН3СО-SКоА
ОН
СООН-СН2 - СН- СО-SКоА
гидрокси- метилглутарил КоА
СН3
СН3СО-SКоА
СН3-СО-СН2-СООН Ацетоуксусная кислота
СН3СОСН3 ацетон
НАДН
СН3-СН-СН2-СООН Бета-гидроксибутират
НО

22. Синтез кетоновых тел