Биохимия

обозначают как:

Пре-бета- ЛП =ЛПОНП,

Бета-ЛП=ЛПНП,

Альфа-ЛП=ЛПВП.

рис. Химический состав липопротеинов  крови 

 

ХИЛОМИКРОНЫ (ХМ) как самые  крупные частицы при электрофорезе  остаются на старте.

Максимальная их концентрация достигается к 4 - 6 час.после приёма пищи. Расщепляются они

под действием фермента - ЛИПОПРОТЕИДЛИПАЗЫ, который образуется в печени, легких, жировой ткани

эндотелии сосудов.

Принято считать, что  ХИЛОМИКРОНЫ (ХМ) отсутствуют в крови  натощак и появляются только

после приёма пищи ХМ преимущественно  транспортируют ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИДЫ (до 83 %).

ЛПОНП и ЛПНП в основном транспортируют холестерин и его  эфиры в клетки органов и тканей. Эти фракции относятся к АТЕРОГЕННЫМ. ЛПВП- принято обозначать как АНТИАТЕРОГЕННЫМИ ЛП, которые  осуществляют транспорт ХОЛЕСТЕРИНА (излишки холестерина освобождённый в результате распада мембран клеток холестерин) в печень для последующего окисления с участием цитохрома Р450 с образованием желчных кислот, которые выводятся из организма  в виде КОПРОСТЕРИНОВ. Распадаются ЛИПОПРОТЕИНЫ крови после эндоцитоза в ЛИЗОСОМАХ и МИКРОСОМАХ: под действием ЛИПОПРОТЕИДЛИПАЗЫ  в клетках печени, почек, надпочечников, кишечника жировой ткани, эндотелия капилляров. Продукты гидролиза ЛП вовлекаются в клеточный метаболизм.  

 

 

  

 

˜

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел

4.4. Окисление высших жирных кислот

Жировая ткань, состоящая  из адипозоцитов, выполняет специфическую  роль в липидном обмене. Около 65% массы жировой ткани приходится на долю отложенных в ней триацилглицеролов (ТАГ) - они представляют собой форму запасания энергии и выполняют в обмене жиров такую же функцию, как гликоген печени в обмене углеводов. Отложенные жиры в жировой ткани служит источником эндогенной воды и энергетическим резервом для организма человека. ТАГ используется в организме после предварительного расщепления (липолиза), в ходе которого освобождаются глицерин и свободные жирные кислоты.

В клетках жировой ткани при участии липаз происходит распад ТАГ. Липаза находится в неактивной форме, она активируется гормонами (адреналином, норадреналином, глюкагоном, тироксином, глюкокортикоидами, СТГ, АКТГ) в ответ на стресс, голодание, охлаждение продуктами реакции являются моноацилглицерин и ВЖК.

ВЖК с помощью альбуминов переносятся кровью к клеткам  тканей, органов, где происходит их окисление.

Окисление высших жирных кислот.

Источники ВЖК:

- липиды жировой ткани

- липопротеины

-триацилглицерины

-фосфолипиды клеточных биомембран

Окисление ВЖК происходят в митохондриях клеток, и называется бетта окислением. Доставка их к  тканям и органам происходит при  участии альбумина, а транспорт  из цитоплазмы в митохондрии при  участии карнитина.

Процесс бета-окисления ВЖК складывается из следующих этапов:

-активация ВЖК на  наружной поверхности мембраны  митохондрий при участии АТФ,  конзима А и ионов магния  с образованием активной формы  ВЖК (ацил - КоА).

-транспорт жирных  кислот внутрь митохондрий возможен  при присоединении активной формы жирной кислоты к карантину, находящемуся на наружной поверхности внутренней мембраны митохондрий. Образуется ацил-карнитин, обладающий способностью проходить через мембрану. На внутренней поверхности комплекс распадается и карнитин возвращается на наружную поверхность мембраны.

-внутримитохондриальное  окисление жирных кислот состоит  из последовательных ферментативных  реакций. В результате одного  завершенного цикла окисления  происходит отщепление от жирой  кислоты одной молекулы  ацетил-КоА, т.е. укорочение жирнокислотной цепи на два углеродных атома.Приэтом в результате двух дегидрогеназных реакций восстанавливается ФАД до ФАДН₂ и НАД⁺ до НАДН₂.

 

 

рис. Окисление высших жирных кислот

Т.о. завершая 1 цикл бега - окисления ВЖК, в результате которого ВЖК укоротилось на 2 углеродных звена. При бета -окислении выделилось 5АТФ и 12АТФ выделилось при окислении АЦЕТИЛ-КОА в ЦТК и сопряженных с ним ферментов дыхательной цепи. Окисление ВЖК будет происходить циклически одинаково, но только до последней стадии - стадии превращения масляной кислоты (БУТИРИЛ-КОА), которая имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при подсчёте суммарного энергетического эффекта окисления ВЖК, когда в результате одного цикла образуется 2 молекулы АЦЕТИЛ-КОА, одна из них проходила бета -окисление с выделением 5АТФ, а другая нет.

 

рис. Последняя стадия окисления высших жирных кислот 

 

 

  

 

ОКИСЛЕНИЕ ВЖК, ИМЕЮЩИХ НЕЧЕТНОЕ КОЛИЧЕСТВО УГЛЕРОДНЫХ ЗВЕНЬЕВ В ЦЕПИ

 Такие ВЖК поступают  в организм человека в составе  пищи с мясом жвачных животных, растений, морских организмов. Окисление  таких ВЖК происходит также  как и ВЖК, имеющих чётное  количество углеродных звеньев в цепи, но только до последней стадии - стадии превращения ПРОПИОНИЛ-КОА. которая имеет свои особенности. 

 

Т.о. образуется СУКЦИНИЛ-КОА, который  в дальнейшем окисляется в МИТОХОНДРИЯХ с участием ферментов ЦТК КРЕБСА и сопряженных с ним ферментов дыхательной цепи. 

 

 

  

 

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел

4.5. Окисление глицерина

Окисление глицерина в тканях тесно связано с ГЛИКОЛИЗОМ, в который вовлекаются метаболиты обмена глицерина по следующей схеме:

При окислении  глицерина образовались конечные продукты:

СО2 на этапе превращения:

1.     ПИРУВАТА

2.     ИЗОЦИТРАТА

3.     Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА

Н₂О на этапе превращения:

1 .     альфа -ГЛИЦЕРОФОСФАТА

2.     ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТА

3.     2-ФОСФОГЛИЦЕРАТА

4.     ПИРУВАТА

5.     ИЗОЦИТРАТА

6.     Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА

7.     СУКЦИНАТА

8.     МАЛАТА

АТФ выделилось за счёт реакций

А) Субстратного фосфорилиования на этапах превращения:

    1. 1,3-дифосфоглицерата

    2.2-фосфоенолпирувата

    3.Сукцинил-КоА

Б) Окислительного фосфорилирования на этапах превращения:

1.Альфа-глицерафосфата

2.Глицеральдегид-3 фосфата

3.Пирувата

4.Изоцитрата

5. Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА

6.Сукцината

7.Малата

Суммарный энергетический эффект окисления одной молекулы глицерина равен 22 АТФ. 

 

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел

4.6. Биосинтез ВЖК в тканях

Биосинтез ВЖК происходит в эндоплазматической сети клеток. Заменимые ВЖК (все предельные и  непредельные, имеющих одну двойную  связь) синтезируются в клетках  из АЦЁТИЛ-КоА.

Условиями для биосинтеза ВЖК являются:

1.Наличие АЦЕТИЛ-КоА,  АТФ, СО₂, Н₂О, НАДФ*Н₂,

2.Наличие специальных  белков-переносчиков (HS -АПБ). 3.Наличие  ферментов синтеза.

Процесс биосинтеза циклический. Каждый цикл включает в себя 6 этапов:  

 

1 этап- образование 3-углеродного соединения - МАЛОНИЛ-КОА;

2 этап- перенос МАЛОНИЛА и АЦЕТИЛА на специальные белки ( HS-АПБ);

3. этап-   конденсация   МАЛОНИЛА-АПБ   и   АЦЕТИЛА-АПБ   с   участием  СИНТАЗЫ;

4. этап- восстановление бета -КЕТОАЦИЛ-АПБ;

5.этап- дегидратация бета-ГИДРОКСИАЦИЛ-АПБ;

6.этап- восстановление ЕНОИЛАЦИЛ-АПБ.

рис. Биосинтез ВЖК

Т.о. завершается 1 цикл синтеза  ВЖК образованием масляной кислоты (БУТИРИЛ-АПБ). В дальнейшем последовательно  и циклично к ней  будут  присоединяться молекулы МАЛОНИЛ-КоА. Завершается биосинтез любой ВЖК в тканях ДЕАЦИЛАЗНОЙ реакцией.

 

Предыдущий раздел

Раздел верхнего уровня

4.7. Обмен холестерина

Обмен холестерина.

Холестерин является предшественником в синтезе стероидов: желчных кислот, стероидных гормонов, витамина D₃.Холестерин является обязательным структурным компонентом мембран клеток. Источниками холестерина для клеток является пища (экзогенный холестерин), а также холестерин, синтезированный в печени, кишечнике, коже (эндогенный холестерин). На долю печени приходится около 85% всего эндогенного холестерина.  кишечнике синтезируется около 10% а,коже-5% эндогенного холестерина. Печень и кишечник участвуют в распределении холестерина между клетками органов и ткани через транспортные липопротеины крови. 

 

 

 

Биологическая роль холестерина:

1.Структурная. Свободный  холестерин является, обязательным  структурным компонентом мембран клеток.

2.Метаболическая. Холестерин  является предшественником биологически  активных веществ: витамина D3

СТЕРОИДНЫХ гормонов (АНДРОГЕНОВ, ЭСТРОГЕНОВ, КОРТИКОИДОВ) При окислении холестерина в  печени при участии ЦИТОХРОМА  Р-450 образуются желчные кислоты, которые принимают участие в переваривании жиров пищи. Наиболее богаты холестерином плазматические мембраны ГЕПАТОЦИТОВ, где на его долю приходится 30% всех мембранных липидов. Содержание холестерина в миелине составляет 20%. В свободном виде холестерин транспортируется по организму с помощью транспортных ЛИПОПРОТЕИНОВ крови.

Источники холестерина:

1.     Пища. За  сутки в организм взрослого  человека поступает 0,3гр. холестерина.

2.     У человека  в среднем с массой 65-70кг за  сутки синтезируется 3.5 -4,2гр. холестерина. Печень занимает главное место в синтезе холестерина (85%), в меньшей степени холестерин синтезируется в кишечнике (10%) и коже (5%). На экспорт холестерин синтезируется только в печени и кишечнике.

Процесс биосинтеза сложный и многоступенчатый, происходит в цитоплазме клеток. В нём участвуют более 100 ферментов, включает 35  уравнений химических реакций.

Биосинтез холестерина  можно разделить на 3 стадии:

                       1.-биосинтез мевалоновой кислоты;

                       2.-образование сквалена;

                       3.-циклизация сквалена и образование  холестерина  

 

рис. Биосинтез холестерина  

 

 

 

Регуляторным ферментом, от активности которого зависит возможность и интенсивность биосинтеза холестерина является бета-гидроксиметил-глутарил - КоА –редуктаза.

Этот фермент является объектом действия лекарственных гипохолестеринемических  препаратов.

Источником образования  холестерина является ацетил-КоА  при распаде белков, липидов и углеводов

Образовавшийся в результате распада мембранных ЛИПИДОВ, а также  излишки холестерина клеток выводятся  с помощью ЛПВП для последующего окисления в печень.Конечными  продуктами окисления холестерина  и его производных являются желчные кислоты,которые удаляется из организма в составе  каловых масс в виде КОПРОСТЕРИНОВ. 

 

Раздел верхнего уровня

Следующий раздел

5.1. Переваривание белков 

Переваривание белков в пищеварительном тракте

Пищевые белки подвергаются гидролитическому расщеплению под  действием ПРОТЕОЛИТИЧЕСКИХ ФЕРМЕНТОВ (класс – гидролазы, подкласс - пептидазы).

 Большинство этих  ферментов вырабатывается в неактивной  форме, т.е. в форме ПРОФЕРМЕНТОВ, а затем активируются путём ЧАСТИЧНОГО ПРОТЕОЛИЗА. Это предохраняет стенки пищеварительного тракта от самопереваривания.

Проферменты вырабатываются в клетках слизистой оболочки желудка или кишечника, клетках  поджелудочной железы и поступают в полость желудка или кишечника, где происходит их активация.

В ротовой полости  белки не подвергаются каким-либо химическим превращениям, т.к. здесь отсутствуют  ферменты, действующие на белки. Здесь  происходит лишь механическая переработка  пищи.

В желудке начинается химическое превращение белков. Здесь действуют два основных фермента: ПЕПСИН и ГАСТРИКСИН.

ПЕПСИН вырабатывается главными клетками слизистой оболочки желудка в неактивной форме - ПЕПСИНОГЕН, который под действием соляной  кислоты активируется и превращается в активный ПЕПСИН.

Под влиянием соляной  кислоты ПЕПСИНОГЕН активируется медленно. Более быстро активация происходит под влиянием ПЕПСИНА, т.е. процесс  активации является АУТОКАТАЛИТИЧЕСКИМ.

  Механизм активации  ПЕПСИНОГЕНА - ЧАСТИЧНЫЙ ПРОТЕОЛИЗ. От пептидной цепи неактивного ПЕПСИНОГЕНА со стороны N-конца отрывается один ПЕПТИД, содержащий 42 аминокислоты. Затем из остатка цепи формируется новая трёхмерная структура фермента - пепсина и новый активный центр фермента. СОЛЯНАЯ КИСЛОТА вырабатывается обкладочными клетками слизистой желудка и играет очень важную роль в переваривании белков: