Синтез триацилглицеринов (липогенез)

Для синтеза ТАГ необходимы глицерин и жирные кислоты.

Синтез глицерина

Если глицерин поступает с пищей в недостаточном количестве, он может синтезироваться из углеводов через стадию образования общего метаболита фосфодигидроксиацетона.

Активная форма глицерина – глицерофосфат используется на синтез ТАГ и глицерофосфолипидов.

Синтез жирных кислот

Синтез насыщенных жирных кислот происходит в цитозоле при участии сложного полиферментного комплекса (синтетаза жирных кислот или пальмататсинтетаза). Этот комплекс включает в себя особый ацилпереносящий белок и 6 ферментов. Для синтеза жирных кислот донором водорода является НАДФН₂, образующийся в пентозофосфатном пути окисления глюкозы. Исходным веществом для синтеза жирных кислот является ацетил - КоА, который образуется в митохондриях в результате бета – окисления жирных кислот, и самостоятельно выйти в цитозоль не может. Транспорт ацетил - КоА из митохондрий в цитозоль осуществляется с помощью цитратного челночного механизма:

Ацетил - КоА на первом этапе карбоксилируется в малонил - КоА

Затем ацетил - КоА и малонил - КоА соединяются с полиферментным комплексом (синтетаза жирных кислот), в котором имеется две SН-группы, принадлежащие ацилпереносящему белку.

Затем остаток ацетила переносится на остаток малонила с образованием β – кетоацил - полиферментного комплекса и освобождением одной SH – группы полиферментного комплекса.

В последующем к этому комплексу с четырёх углеродной масляной кислотой присоединяется новая молекула малонил - КоА и в результате синтезируется капроновая кислота (С₆) и далее до С₁₆ (пальмитиновая кислота). Более длинные жирные кислоты синтезируется с участием дополнительных ферментов элонгаз.

В тканях организма человека синтезируется только мононенасыщенные кислоты:

олеиновая и пальмитолеиновая. Они образуются из соответствующих насыщенных жирных кислот при участии ферментов десатураз (монооксигеназ) и цитохрома Р₄₅₀.

Синтез триацилглицеринов

ТАГ синтезируются из активной формы глицерина и жирных кислот через стадию фосфатидной кислоты.

Обмен глицерофосфолипидов

Синтез глицерофосфолипидов

Глицерофосфолипиды синтезируются из фосфатидной кислоты и добавочных азотсодержащих веществ. В синтезе фосфолипидов активатором служит ЦТФ, который может активировать или фосфатидную кислоту, или серин (коламин, холин). В связи с этим возможны два варианта синтеза фосфолипидов.

а) Активация фосфатидной кислоты:

б) Активация холина (серина, коламина):

Таким образом, синтез глицерофосфолипидов и триацилглицеринов на начальных стадиях осуществляется путём предшествующего образования фосфатидной кислоты. Для активации синтеза из неё структурных фосфолипидов используются липотропные вещества. К ним относится холин, метионин, витамин В₁₂ и др. Липотропные вещества препятствуют жировой дистрофии печени, миокарда при гепатитах, миокардитах.

Распад глицерофосфолипидов

Распад фосфолипидов осуществляется тканевыми фосфолипазами. Различают несколько видов фосфолипаз (фосфолипазы А₁, А₂, С, D), которые разрывают различные связи в фосфолипидах.

При ряде патологических состояний наблюдается активация тканевой фосфолипазы А₂. Это сопровождается образованием продуктов неполного распада фосфолипидов - лизофосфолипидов. Накопление лизофосфолипидов в составе клеточной мембраны повышает её проницаемость для Na⁺, К⁺, Н₂О, в результате чего возможен лизис клеток (в частности, гемолиз эритроцитов). Фосфолипаза А₂ присутствует в яде некоторых змей.

Обмен сфинголипидов

7.13.1. Синтез сфинголипидов

Сфингозин является компонентом всех сфинголипидов.

Синтез сфингозина происходит из активной формы пальмитиновой кислоты и аминокислоты серина.

Структурным блоком сфинголипидов является церамид, который включает в свой состав сфингозин и жирную кислоту, присоединённую амидной связью.

Синтез церамида осуществляется из активной формы жирной кислоты и сфингозина.

Синтез сфингофосфолипидов происходит из церамида и активной формы холина.

ЦДФ – холин (цитидиндифосфохолин) + церамид à сфингофосфолипид (сфингомиелин)

Синтез цереброзидов осуществляется из церамида и активной формы моносахаров.

Церамид + УДФ - галактоза (уридиндифосфатгалактоза) àцереброзид

Синтез ганглиозидов происходит путём присоединения к церамиду олигосахаридного фрагмента, на конце которого чаще всего находятся сиаловые кислоты и аминогексозы.

Распад сфинголипидов

Расщепление сфинголипидов происходит при участии лизосомальных ферментов. При их дефекте развивается сфинголипидозы, при которых в ткани головного мозга накапливается сфинголипиды и продукты их неполного распада. Сфинголипидозы проявляются неврологическими симптомами. Для их антенатальной диагностики используется определение содержания сфинголипидов в амниотической жидкости.

Распад сфингофосфолипидов (сфингомиелинов) осуществляется неспецифичными эстеразами и специфичным ферментом сфингомиелиназой, который расщепляет в сфигофосфолипидах связь между церамидом и фосфохолином. При отсутствии данного фермента развивается сфингомиелиноз (болезнь Нимана-Пика).

Распад цереброзидов происходит под действием бета - гликозидазы, расщепляющей связь между церамидом и моносахаридом. При отсутствии данного фермента развивается цереброзидоз (болезнь Гоше)

Распад ганглиозидов осуществляется различными гликозидазами, включая гексаминидазу. При отсутствии данного фермента развивается ганглиозидоз (болезнь Тея - Сакса)

Обмен холестерина

Ежесуточно в организме взрослого человека обменивается до 1,5 г холестерина. Примерно половина этого количества синтезируется в организме (эндогенный холестерин), а половина поступает с пищей (экзогенный холестерин). Холестерин пищевых продуктов всасывается в тонком кишечнике при участии жёлчных кислот.

Биосинтез холестерина

Синтез холестерина происходит в печени из ацетил-КоА. Синтез холестерина представляет собой сложный многоэтапный процесс, протекающий в 20 стадий. Начальная стадия – образование мевалоновой кислоты является ключевой.

ГМГ - редуктаза – ключевой фермент синтеза холестерина, она угнетается высокими концентрациями холестерина. Синтезированный в печени холестерин включается в состав липопротеидов ЛПОНП. Под действием липопротеидной липазы ЛПОНП переходят в ЛПНП, которые транспортируют холестерин от печени к органам и тканям. В тканях имеются рецепторы к липопротеидам, при участии которых происходит захват холестерина и проникновение его в клетки.

В клетках часть холестерина превращается в эфиры при участии фермента АХАТ (ацилхолестеролацилтрансфераза). Эфиры холестерина депонируются в тканях.