Катаболизм липоидов

Целью катаболизма является образование биологически активных веществ. Катаболизм холестерина происходит без разрушения полициклической структуры, в основном путем реакций микросомального окисления.

Какие же биологически активные вещества образуются из холестерина?

1. Стероидные гормоны.

2. Желчные кислоты.

3. В коже под действием ультрафиолетового облучения образуется витамин D₃.

ГФЛ разрушаются путем гидролиза под действием фосфолипаз. Разные фосфолипазы обозначаются различными латинскими буквами.

Какие биологически активные вещества образуются из ГФЛ?

При образовании биологически активных веществ наибольшее значение имеют фосфолипазы "А₂" и "С".

Внутриклеточными посредниками при действии гормонов на клетку являются продукты гидролиза фосфолипазой "С" фосфорилированных фосфатидилинозитолов (диацилглицерин и инозитолфосфат) - смотрите лекцию "Гормоны".

Фосфолипаза А₂ отщепляет ненасыщенные жирные кислоты, которые могут быть предшественниками биологически активных веществ.

Общим предшественником биологически активных веществ является АРАХИДОНОВАЯ КИСЛОТА, из которой образуется несколько групп этих веществ: ПГ (ПРОСТАГЛАНДИНЫ), Тх (ТРОМБОКСАНЫ), ЛТ (ЛЕЙКОТРИЕНЫ). Образуются эти вещества из полиненасыщенной арахидоновой кислоты в результате реакций ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ.

Впервые возможность перекисного окисления липидов (ПОЛ) была постулирована в 1887 году А.Н.Бахом.

Арахидоновая кислота содержит 20 углеродных атомов и 4 двойные связи. В естественных условиях молекула арахидоновой кислоты имеет конфигурацию шпильки.

Арахидоновая кислота является субстратом для оксигеназ (ферменты, включающие кислород в состав субстрата).

Перекисное окисление арахидоновой кислоты заключается в присоединении кислорода и образовании перекиси. Под действием активных форм кислорода происходит перемещение двойной связи и включение молекулы кислорода в молекулу арахидоновой кислоты.

Перекиси - вещества нестойкие и быстро разрушаются. В липиде появляются "ОН"-группы или кетогруппы. В тканях человека и животных имеются два фермента перекисного окисления: ЦИКЛООКСИГЕНАЗА и ЛИПООКСИГЕНАЗА. При окислении с участием циклооксигеназы одновременно с окислением происходит циклизация, при действии липооксигеназы окисление идет без циклизации.

Продукт действия циклооксигеназы: гидроперекись простагландин G₂ (ПГG₂). Затем он преобразуется в другую гидроперекись - ПГН₂. Далее в результате действия других окислительных ферментов из ПГН₂ образуются другие простагландины (они обозначаются латинскими буквами D, E, F и т.д.). Из ПГН₂ образуется ещё 2 тромбоксана (Тх).

ПГ и Тх называются "ГОРМОНЫ МЕСТНОГО ДЕЙСТВИЯ". Регулирующий эффект оказывают там же, где образуются. В чем заключается их эффект?

Простагландины влияют на проницаемость клеточных мембран. В частности, изменяют проницаемость кровеносных сосудов, влияют на тонус гладкомышечных клеток, на процессы реабсорбции в почках. Некоторые ПГ вызывают сокращение, а некоторые - расслабление мышечных элементов.

Тромбоксаны регулируют функции тромбоцитов. Стимулируют агрегацию тромбоцитов.

В результате действия липооксигеназы образуется лейкотриен А₄ (ЛТА₄). Это предшественник других лейкотриенов.

Лейкотриены продуцируются лейкоцитами и регулируют функции лейкоцитов. В частности, вызывают хемотаксис гранулоцитов, стимулируют фагоцитоз. Способны влиять на клеточную проницаемость и на тонус гладких мышц. При различных аллергических заболеваниях (например, при бронхиальной астме) важную роль играет не только выделение гистамина, но и лейкотриенов. Лейкотриены обладают очень длительным воздействием на клетку.

В животном организме может протекать и НЕФЕРМЕНТАТИВНОЕ ПЕРЕКИСНОЕ ОКИСЛЕНИЕ ЛИПИДОВ. Катализаторами являются в основном металлы с переменной валентностью (Fe, Cu, Ni). В отличие от ферментативного ПОЛ этот процесс может происходить с жирными кислотами, входящими в состав фосфолипидов, а не только со свободными ЖК. Включение кислорода в гидрофобные "хвосты" липидов приводит к появлению гидрофильности. Наступает набухание мембраны, нарушается ее проницаемость, и результатом может быть лизис клетки. В результате неферментативного ПОЛ может происходить разрушение гидрофобных "хвостов" липидов на более мелкие фрагменты. В результате образуется большое количество продуктов ПОЛ, многие из которых являются токсичными веществами.

Усиление ПОЛ можно регистрировать по обнаружению этих низкомолекулярных продуктов. Один из показателей - повышение концентрации малонового диальдегида.

Токсическое действие малонового альдегида заключается в его присоединении к аминогруппам белков и нуклеиновых кислот. В результате возможно нарушение биосинтеза и функционирования белков.