Превращения жиров в жулудочно-кишечном тракте

Лекция № 10 ОБМЕН ЛИПИДОВ.

План

1. Жиры, как источник энергии для живого организма.

2. Превращения жиров в желудочно-кишечном тракте.

3. Обмен жиров в тканях.

4. Синтез высших, жирных кислот.

5. Синтез триглицеридов и обмен стеридов.

6. Распад и биосинтез фосфатидов. Механизм биосинтеза фосфатидов.

Нейтральные жиры, как и углеводы, являются важным источником энергии для живого организма.

С обменом нейтральных жиров тесно связаны превращения фосфатидов.

Обмен стероидных липидов занимает особенное положение, связанное со специфическими функциями этого класса веществ.

Различные животные откладывают в качестве запасных веществ определенные нейтральные жиры, ценность которых определяется его калорийностью, легкостью усвоения, наличием непредельных жирных кислот, присутствием жирорастворимых витаминов. По калорийности все жиры эквивалентны (1 г жира образует 9,4 К).

Усвоение зависит от легкости эмульгирования. Растительные масла эмульгируются легче, чем животные. По содержанию витаминов лучшим является коровье масло.

Превращения жиров в жулудочно-кишечном тракте.

Жиры в ротовой полости не изменяются, так как в слюне нет ферментов расщепляющих жир. В желудке большинство жиров плавится, что способствует их дальнейшему эмульгированию. Фермент, ускоряющий годролитический распад жира – липаза, чтобы она действовала эффективно, жир должен быть в тонкодисперсном состоянии. Поэтому эмульгирование занимает основное место в процессе усвоения жира.

Существенную роль в эмульгировании играет желчь, вырабатываемая печенью и накапливаемая в желчном пузыре, затем поступающая в двенадцатиперсную кишку и кишечник в виде желчных кислот, таких как холевая и дезоксихолевая:

СН(СН₃)-СН₂-СН₂-СООН

│

ОН СН₃ │

│ │

СН₃

НО- -ОН

холевая кислота

СН(СН₃)-СН₂-СН₂-СООН

│

ОН СН₃ │

│ │

СН₃

НО-

дезоксихолевая кислота

В желчи эти кислоты образуют парные соединения с гликоколом или таурином и присутствуют в виде натриевых солей:

СН(СН₃)-СН₂-СН₂-СО-NH-CH₂-COONa

│

ОН СН₃ │

│ │

СН₃

НО- -ОН

Na –соль гликохолевой кислоты

СН(СН₃)-СН₂-СН₂-СО-NH-CH₂-CH₂-SO₃Na

│

ОН СН₃ │

│ │

СН₃

НО-

Na-соль тауринодезоксихолевой кислоты

Натриевые соли желчных кислот создают устойчивую мелкодисперсную эмульсию, на которую далее действуют пищеварительные соки с липазой.

Основным источником липазы является поджелудочная железа, а активность липазе придают желчные кислоты. Под влиянием липазы начинается гидролитический распад эмульгированного жира в три ступени:

СН₂-О-СО-R¹ CH₂-OH

│ липаза │ липаза

CH-O-CO-R² + HOH R¹COOH + CH-O-CO-R² + HOH

│ │

CH₂-O-CO-R³ CH₂-O-CO-R³

CH₂-OH CH₂-OH

│ липаза │

R³COOH + CН-O-CO-R² + HOH R²COOH + CH-OH

│ │

CH₂-OH CH₂-OH

Образовавшийся глицерин легко всасывается кишечными ворсинками, а жирные кислоты дают комплексы с дезоксихолевой кислотой, образуя холевые кислоты, растворимые в воде, что способствует их всасыванию.

В кишечнике комплексы распадаются, желчные кислоты переносятся в печень, затем в желчный пузырь, а жирные кислоты используются на построение жиров, присущих данному организму. Всасывание жирных кислот ускоряется при наличии фосфорной кислоты, что связывают с синтезом фосфатидов.

Обмен жиров в тканях.

Жиры, поступившие в лимфу и большой круг кровообращения, разносятся по всему организму и откладываются в жировом депо – подкожной клетчатке, внутремышечной соединительной ткани, брыжейке, сальнике, печени.

Жиры из жирового депо постоянно вовлекаются в дальнейшие реакции обмена. Распад жиров начинается с гидролиза, рассмотренного выше, под действием липазы до глицерина и жирных кислот. Глицерин, далее, фосфорилируется при участии АТФ, затем дегидрируется до 3-фосфатглицеринового альдегида с дальнейшим участием в углеводном обмене:

СН₂-ОН СН₂-ОН СН=О

│ │ дегидрирование │

СН –ОН + АТФ → АДФ + СН-ОН СН –ОН

│ │ -2Н^▪ │

СН₂-ОН СН₂-О-Ф СН₂-О-Ф

Жирные кислоты, образовавшиеся в процессе гидролиза, активируются путем соединения с коэнзимом:

R-(CH₂)₃-COOH + H-S-KoA → H₂O + R-(CH₂)₃-CO---S-KoA.

Эта активация идет за счет перехода АТФ в АМФ:

ОН ОН

│ │

АТФ → АМФ + НО-Р – О – Р-ОН

║ ║

О О

пирофосфат

Водород карбоновой кислоты расположенный в α- и β-положениях под действием кофермента становятся подвижными, а под влиянием флавиновых ферментов (ФАД) наступает их дегидрирование:

R-(CH₂ )_х-CH₂-CH₂-CO---S-KoA → 2Н^▪ + R-(CH₂)_х-CH=CH-CO---S-KoA

далее идет гидратация с последующим дегидрированием:

НАД

R-(CH₂)_х-CH=CH-CO---S-KoA+НОН→R-(CH₂)_х-CH-CH₂-CO---S-KoA

│ -2Н^▪

ОН

R-(CH₂)_х-CO-CH₂-CO---S-KoA

Этот процесс носит название β-окисления.

Под действием КоА-S-H β-окисленный продукт распадается с образованием активного ацила:

R-(CH₂)_х-CO-CH₂-CO--S-KoA+КоА-S-H→

R-(CH₂)_х-CO--S-KoA + CH₃-CO---S-KoA.

Вследствие этого распада идет укорочение цепочки высшей жирной кислоты на два углерода. Процесс повторяется вплоть до образования активированной масляной кислоты, которая после соответствующего β-окисления в активированную ацетоуксусную кислоту:

СН₃-СН₂-СН₂-СО---S-KoA CH₃-CH=CH-CO---S-KoA + HOH →

-2H^▪

→ CH₃-CH(OH)-CH₂-CO---S-KoA CH₃-CO-СН₂-CO---S-KoA.

-2H^▪

Ацетоуксусная кислота под действием кофактора А дает два активированных ацетила:

СН₃-СО-СН₂-СО---S-KoA + H-S-KoA → 2CH₃-CO---S-KoA.

Таким образом, вся жирная кислота распадается на n/2 активированных ацетилов, вступающих далее в цикл Кребса.

Следовательно, ацетил, активированный кофактором А является вторым звеном, связывающим жировой обмен с углеводным. Если окислительный распад образующегося ацетила заторможен (например, при диабете), и идет интенсивное β-окисление жирных кислот, наступает образование ацетоуксусной кислоты, β-оксимасляной кислоты, ацетона:

СН₃-СО-СН₂-СО---S-KoA + HOH → CH₃-CO-CH₂-COOH + H-S-KoA

ацетоуксусная кислота

CH₃CO-CH₂-COOH + HOH → H₂CO₃ + CH₃-CO-CH₃

ацетон

CH₃CO-CH₂-COOH + 2H^▪ → CH₃-CH(OH)CH₂-COOH

β-оксимасляная кислота

Присутствие ацетоуксусной кислоты и ацетона в моче (кетонурия) свидетельствует о расстройстве процессов окисления жиров и углеводов. Ацетон при этом находят в крови и выдыхаемом воздухе.

Таким образом, окислительный распад жирных кислот начинается в печени, но основная заключенная в жирных кислотах энергия освобождается в тканях при окислении ацетоуксусной кислоты через цикл Кребса. Значительная часть освобождающейся энергии за счет окислительного фосфорилирования запасается в макроэнергетических связях АТФ.