Регуляция синтеза жирных кислот

Субстрат процесса – ацетил-КоА образуется в митохондриях, а их мембраны для него непроницаемы. Проблема перемещения данного соединения решается при помощи челночного механизма. Ацетил-КоА реагирует с оксалоацетатом (О1), образуется цитрат, который с помощью специфических транспортных белков переносится в цитозоль, где распадается на составные компоненты.

Данное явление провоцируется накоплением в митохондриях этой трикарбоновой кислоты из-за угнетения ЦТК. Выходя из органоида цитрат выступает одновременно в роли предшественника цитозольного ацетил-КоА и положительного модулятора (активатор1) ацетил-КоА-карбоксилазы – ключевого фермента биосинтеза ЖК. Когда же жирные кислоты образуются в избытке, они сами становятся аллостерическими ингибиторами данного энзима.

В норме у взрослого человека процессы распада и синтеза жирных кислот сбалансированы. Если калорийность поступающих с пищей углеводов, липидов и белков превышает энергозатраты организма, ЖК, неиспользованные в качестве энергоисточников, депонируются в виде нейтральных жиров в печени и жировой ткани.

Кетогенез и его использование клетками

Каждый цикл β-окисления ВЖК, протекающий в митохондриях, требует для своего окончания свободного НSКоА. Такая форма кофермента обычно получается при альдольной конденсации ацетил-КоА и ОА (в начале ЦТК). Последняя структура образуется из ПВК – основного продукта гликолиза. Снижение его скорости (при голодании, сахарном диабете) замедляет образование ОА, и естественно высвобождение НSКоА, что грозит угнетением β-окисления.

Рис. 24. Последовательность реакций кетогенеза

Для предотвращения неблагоприятных последствий ацетил-КоА начинает конденсироваться друг с другом, отрывая свободную форму кофермента ацилирования. Результатом подобного генеза являются β-гидроксибутират, ацетоацетат (кетоновые тел1). Их соотношение определяется сочетанием НАДН И НАД⁺ (рис. 24).

Обе кислоты легко выходят в плазму крови (в норме их величины не превышают 30 мг/л) и достигают периферических органов и тканей, где могут использоваться по следующим направлениям:

· в качестве энергосубстрата с регенерацией ацетил-КоА, который сгорает в цикле Кребса (рис. 25):

Рис. 25. Распад кетоновых тел

· 2) как предшественники липогенеза – кетоновые тела принимают участие в реакциях синтеза ЖК, ХС и их производных.

Голодание, сахарный диабет провоцируют развитие гиперкетонемии, ацидоза. Для предотвращения этого явления включаются буферные системы, а также при подкислении среды молекула ацетоацетата разрушается до ацетона и СО₂ (рис. 24), которые выделяются через дыхательную систему, а сами кетоновые тела при превышении почечного порога секретируются в мочу (кетонурия).

Биосинтез триацилглицеролов

Данный процесс протекает в печени, жировой ткани и лактирующей молочной железе.

Синтез ТАГов начинается с глицерол-1-фосфата, который может образовываться двумя путями (рис. 26):

Рис. 26. Этапы синтеза триацилглицеролов

Для жировой ткани характерна низкая активность фермента глицеролкиназы, поэтому в липоцитах накопление ТАГ определяется достаточным количеством моносахаридов. Из этих углеводов в гликолизе образуется метаболит – диацилгидроксиацетонфрсфат (ДГАФ), который под действием глицеролфосфатдегидрогеназы с участием НАДН + Н⁺ преобразуется в глицерол-1-фосфат.

Рис. 27. Схема синтеза нейтральных жиров в адипоцитах

Оба компонента нейтрального жира: и ацилВЖК, и глицерол-1-фосфат получаются из фосфорилированной глюкозы (рис. 27). Если в адипоцит и попадёт глицерол, он не способен участвовать в синтезе ТАГ-ов, так как в этих клетках отсутствует глицеролкиназа – фермент, активирующий данный спирт, без чего последний не может вступать в реакции.