Метаболізм ліпідів та його регуляція.

1. Катаболізм триацилгліцеролів в адипоцитах жирової тканини: послідовність реакцій, механізми регуляції активності

тригліцеридліпази.(191)

Триацилгліцероли(нейтральні жири, жири) потрапляють до організму людини як компоненти тваринної і рослинної їжі. Ліпіди цього класу розщеплюються в травному каналі до моно гліцеридів, вільних жирних кислот та гліцерилу. Основне місце локалізації резервних тригліцеридів в організмі людини – адипоцити жирової тканини(ліпоцити).

Ферментативний гідроліз (ліполіз) триацилгпіцеролів в адипоцитах та інших клітинах, де накопичуються нейтральні жири, є фізіологічним механізмом, що має суттєве значення як резервне джерело енергії, особливо в умовах вичерпання вуглеводних резервів та при стресових ситуаціях. Процес розщеплення триацилгліцеролів із вивільненням жирних кислот, які виходять у кров, отримав назву мобілізації жирних кислот із жирової тканини. Внутрішньоклітинний ліполіз триацилгліцеролів (ТГ) здійснюється в декілька стадій, продуктами яких є діацилгліцероли (дигліцериди — ДГ), моноацилгліцероли (моногліцериди — МГ), іліцерол та вільні жирні кислоти.

Молекулярної основою регуляції активності тригліцеридліпази адипоцитів є її ковалентна модифікація шляхом оберненого фосфорилювання – дефосфорилювання. Фосфорильована форма ТГ-ліпази є каталітично активною, дефосфорильована- неактивною.Фосфорилювання відповідного білка здійснюється за рахунок АТФ при участі ферменту цАМФ-залежної протеїнкінази.

2. Нейрогуморальна регуляція ліполізу за участю адреналіну, норадреналіну, глюкагону та інсуліну.

Адреналін та норадреналін — катехоламіни, що активують ліполіз у жировій тканині за рахунок стимуляції цАМФ-залежного каскадною механізму регуляції активності ТГ-ліпази адипоцитів. Ліполітична дія цих гормонів реалізується за умов фізіологічних (фізичне напруження, зниження температури навколишнього середовища) та психологічних (страх, тривого) стресів, що супроводжуються вивільненням з мозкового шару наднирникових залоз адреналіну, а також стимуляцією симпатичної нервової системи та вивільненням у синапсах нейронів норадреналіну, що взаємодіють із адренергічними рецепторами мембран адипоцитів. Глюкагон — панкреатичний гормон, що стимулює ліполітичну систему в жировій тканині за механізмом, подібним до дії катехоламінів, тобто за рахунок підвищення в адипоцитах вмісту цАМФ, пов’язаного з активацією аденілатциклази. Дія глюкагону проявляється в умовах зниження концентрації глюкози в крові через зменшення її надходження з кишечника або посиленого використання в тканинах.У цілому за рахунок розглянутих біохімічних механізмів метаболічні ефекти катехоламінів та глюкагону призводять до швидкої стимуляції глікогенолізу в печінці і м’язах та ліполізу в жировій тканині, що забезпечує підвищені енерготичні потреби організму за умов стресу або голодування. На відміну від зазначених гуморальних факторів, що активують ТГ-ліпазу адипоцитів, спричиняючи мобілізацію НЕЖК із жирової тканини, гормон інсулін гальмує процес ліполізу та вивільнення жирних кислот. Інгібіруюча дія інсуліну відносно ліполізу в адипоцитах реалізується за рахунок двох біохімічних механізмів: а) зменшення концентрації цАМФ, що може бути пов’язаним з активацією фосфодіестерази цАМФ; б) збільшення проникності мембран адипоцитів до піюкози, результатом чого є активація в жировій тканині гліколізу і, відповідно, накопичення гліколітичних метаболітів діоксіацетонфосфату та 3-фосфотліцеринальдегіду. Ці метаболіти, в свою чергу, є попередниками іліцерол-3-фосфату, що необхідний для реетерифікації жирних кислот при біосинтезі триацилпгіцеролів. Таким чином, стимульоване інсуліном підвищене надходження в адилоцити глюкози переключає метаболізм жирних кислот на використання їх здебільшого в синтетичних реакціях і зменшує їх вихід у кров.

3. Реакції окислення жирних кислот (β-окислення); роль карнітину в транспорті жирних кислот в мітохондрії.(194-

195стр)

1. Дегідрування КоА-похідних жирних кислот за участю ФАД-залежного ферменту ацил-КоА-дегідрогенази.У результаті реакції утворюється трансненасичене (в положеннях 2,3, або а, бета) КоА-похідне жирної кислоти.

2. Гідратація ненасиченого КоА-ацилу ферментом еноїл-КоА -гідратазою з утворення м спиртовою похідною ацил-КоА—3-оксіацилу- КпА (бета- гідроксіацилу-КоА)

3. Дегідрування оксинохідною ацил-КЬА НАД-залежним ферментом 3-аксіацил-КоА-дегідрогеназою. Продукт реакції — 3-кетоацил-

КоА (бета-кетоацил-КоА)

4. Тіолітичне розщеплення 3-кетоацил-КЬА за рахунок взаємодії з молекулою КоА при участі ферменту бета-кетоацил-КоА-тіолази. В результаті реакції утворюється молекула КоА-похідното жирної кислоти, скороченого на два вуглецеві атоми, та ацетил-КоА. Виходячи із зазначеного, сумарне рівняння бета-окислення поширеної в природних триагліцеролах пальмітинової кислоти має вигляд 195стр

Карнітин, яким бере участь у перенесенні молекул ацил-КоА до мітохондріального магриксу.

Транспортна функція карнітину реалізується за човниковим принципом (рис. 14.4.): а) на зовнішній поверхні внутрішньої мітохондріальної мембрани за участю ферменту кариніти-ацилтрансферази І відбувається утворення ефіру ацилкарнітину: ацил-S-KoA + карнітин -ацилкарнітин + HS-KoA б) транспортний білок карнітин-ацилкарнітин-піранслоказа переносить ацилкарнітин через мембрану мітоходрій; в) на внутрішній поверхні мембрани фермент карнітин-ациятрансфераза II розщеплює ацилкарнітин у наступній реакції: ацилкарнітин

+ HS-KoА-------»ацил-S-KoA + карні тин Ацил-S-KoA вступає на шлях ß-окислення, а вільний карнітин виходить з мітохондрій і бере участь у транспортуванні нової молекули жирної кислоти.