Метаболизм липидов

Расщепление и всасывание липидов в желудочно-кишечном тракте
Липиды – важная составляющая часть пищи
Взрослый человек – 70 – 150 г липидов в сутки
Липиды – важный источник энергии
Есть незаменимые жирные кислоты
В переваривании пищи - липаза

Переваривание начинается в желудке
Липаза желудка расщепляет только эмульгированный жир, например, жир в составе молока.
Основное расщепление происходит в кишечнике
В двенадцатиперстной кишке пища подвергается действию желчи и сока поджелудочной железы.
На первом этапе там происходит эмульгирование жиров.

Липаза из поджелудочной железы поступает в 12-перстную кишку.
Сюдаже поступает желчь из желчного пузыря, в состав которой входят желчные кислоты (холевая, дезоксихолевая, гликохолевая и др.).
ЖК являются поверностно-активными веществами, способствующими эмульгированию жиров.
Эмульгированные жиры могут проходить через стенку кишечника и попадать в лимфатическую систему
Большая часть жира всасывается после его гидролитического расщепления

Триацилглицериды составляют до 90 % липидов, поступающих с пищей.
В составе пищи присутствую фосфолипиды и стероиды

Гидролиз триацилглицеридов:

Бета-моноацилглицериды могут всасываться стенкой кишечника и использоваться на ресинтез на ресинтез триацилглицеридов в слизистой тонкого кишечника
Гидролиз фосфолипидов.
Фосфолипиды распадаются на глицерин, ВЖК, фосфорную кислоту и азотистое основание.

В результате гидролиза липидов обазуются моно-, ди- и триацилглицериды, ЖК, глицерин.
Около 40 % жиров гидролизуется полностью
3-4 % всасывается без гидролиза
Для всасывания ЖК с длиной цепи (С>10) необходимы желчные кислоты
Холестерин, витамин Д и стероидные гормоны также всасываются в кровь

В эпителиальных клетках кишечника происходит ресинтез липидов.
Ресинтезированные ТАГ, ФЛ, холестерин и его эфиры соединяются с белком и образуют хиломикроны, которые диффундируют в лимфатическую систему кишечника, затем в кровь.
ХМ не способны проникать в жировую ткань, поэтому ТАГ гидролизуются на поверхности эндотелиалия кровеносных сосудов жировой ткани
Часть ЖК проникает в жировую ткань, где образуется жир
Другая часть взаимодействует с альбумином и переносится с током крови к другим органам.

Липиды в организме транспортируются в водной фазе крови в составе – липопротеинов.
Поверхность липопротеиновой частицы гидрофильна и сформирована белками, фосфолипидами и свободным холестеролом.
Триацилглицеролы и эфиры холестерола составляют гидрофобное ядро.

Липопротеины различаются по соотношению триацилглицеролов, холестерола и его эфиров, фосфолипидов:
хиломикроны (ХМ),
липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП, пре-β-липопротеины, пре-β-ЛП),
липопротеины низкой плотности (ЛПНП, β-липопротеины, β-ЛП),
липопротеины высокой плотности (ЛПВП, α-липопротеины, α-ЛП).

Хиломикроны и ЛПОНП ответственны за транспорт жирных кислот в составе ТАГ.
Липопротеины высокой и низкой плотности – за транспорт холестерола и жирных кислот в составе эфиров ХС.

Окисление глицерина
Значительная часть образовавшегося при гидролизе липидов глицерина используется для ресинтеза триглицеридов.
Второй путь - включение продукта его окисления в гликолиз или в глюконеогенез.

β-Окисление жирных кислот
Активация ЖК:
Это реакция протекает в цитоплазме
β-Окисление жирных кислот – матриксе митохондрий

Ацил-КоА проникнуть через мембрану митохондрий не может
Важную роль в транспорте ЖК через м-ну играет карнитин
Ацилкарнитин легко проникает через мембрану митохондрий

Внутри митохондрий ацилкарнитин передает ЖК на митохондриальный КоА:

Дегидрирование Ацил-КоА:

Гидротация:

Дегидрирование

Последовательное повторение этого ряда реакций приводит к распаду насыщенных ЖК с четным числом атомов до ацетил-КоА.
ЖК с нечетным числом атомов распадаются до ацетил-КоА и пропонил-КоА
При окислении ЖК с двойными связями могут потребоваться ферменты, катализирующие перемещение 2-х-связей и изменяющие конфигурацию связей из цис- в транс-.

Баланс энергии
Пальмитиновая кислота (7 циклов):
Пальмитоил-КоА ? 8 ацетил КоА + 7 ФАДН₂ + 7 НАДН
В результате окислительного фосфорилирования дадут: ФАДН₂ – 2 АТФ, НАДН – 3 АТФ, в сумме – 5 АТФ.
За 7 циклов окисления – 5 х 7 = 35 АТФ.

В процессе β-окисления пальмитиновой кислоты образуется 8 молекул ацетил-КоА,
- каждая из которых, пройдя цикл Кребса, даст 12 АТФ,
- 8 молекул – 12 х 8 = 96 АТФ.
При полном β-окислении пальмитиновой кислоты образуется 35 + 96 = 131 АТФ.
–1 АТФ, потраченная вначале на образование пальмитоил-КоА ,
- итого 131 – 1 = 130 молекул АТФ.

БИОСИНТЕЗ ЛИПИДОВ
Биосинтез ЖК
Биосинтез жирных кислот наиболее активно происходит в цитозоле клеток печени, кишечника, жировой ткани.
Можно выделить 4 этапа биосинтеза:
Образование ацетил-SКоА из глюкозы, других моносахаров или аминокислот.

2. Перенос ацетил-SКоА из митохондрий в цитозоль:
может быть в комплексе с карнитином, как переносятся внутрь митохондрии жирные кислоты
3. Образование малонил-SКоА из ацетил-SКоА.

4. Синтез пальмитиновой кислоты.
Осуществляется мультиферментным комплексом "синтаза жирных кислот" в состав которого входит 6 ферментов (трансацилаза, кетоацилсинтаза, кетоацилредуктаза, дегидратаза, еноил-ацилредуктаза, тиоэстераза) и ацил-переносящий белок (АПБ).
Ацил-переносящий белок включает производное пантотеновой кислоты – 6-фосфопантетеин (ФП), имеющий HS-группу.
3-Кетоацил-синтаза, также имеет HS-группу в составе цистеина.
Для реакций синтеза необходим НАДФН.

Для синтеза пальмитиновой кислоты требуется 7 циклов.
Синтез завершается так:

Синтез триацилглицеридов
Происходит при депонировании липидов в жировой или других тканях организма. Локализован этот процесс на мембранах эндоплазматической сети.

Биосинтез фосфолипидов.
Биосинтез фосфолипидов интенсивно происходит в печени, стенке кишечника, семенниках, яичниках, молочной железе и других тканях.
Наиболее важные фосфолипиды синтезируются в ЭПР клетки.

Биосинтез глицерофосфолипидов

Биосинтез сфингомиелинов

Холестерин является предшественником в биосинтезе многих стероидов: