Гормональная регуляция липидного обмена

Пантотеновая кислота

Пантотеновая кислота, пантотенат (лекарственная форма — пантотенат кальция, витамин B5, неверное обозначение — витамин B3). Пантотеновая кислота по химической природе является дипептидом и состоит из остатков аминокислоты β-аланина и пантоевой кислоты.

Пантотеновая кислота получила свое название от греческого «пантотен», что означает «всюду», из-за чрезвычайно широкого её распространения. Пантотеновая кислота, попадая в организм, превращается в пантетин, который входит в состав кофермента А, который играет важную роль в процессах окисления и ацетилирования. Кофермент А — одно из немногих веществ в организме, участвующее в метаболизме и белков, и жиров, и углеводов.

Пантотеновая кислота требуется для обмена жиров, углеводов, аминокислот, синтеза жизненно важных жирных кислот, холестерина, гистамина, ацетилхолина, гемоглобина. Пантотеновая кислота чувствительна к нагреванию, при термической обработке теряется почти 50 % витамина. В клетках животных и растений пантотеновая кислота входит в состав кофермента A (KoA), принимающего участие в важнейших реакциях обмена веществ.

Важнейшим свойством витамин пантотеновой кислоты является ее способность стимулировать производство гормонов надпочечников — глюкокортикоидов, что делает его мощным средством для лечения таких заболеваний как артрит, колит, аллергия и болезни сердца. Витамин играет важную роль в формировании антител, способствует усвоению других витаминов, а также принимает участие в синтезе нейротрансмиттеров.

Пантотеновая кислота участвует в метаболизме жирных кислот. Она нормализует липидный обмен и активирует окислительно-восстановительные процессы в организме.

Пантотеновая кислота оказывает значительное гиполипидемическое действие, обусловленное, по-видимому, ингибированием биосинтеза основных классов липидов, формирующих в печени липопротеины низкой и очень низкой плотности. Недостаток пантотеновой кислоты в организме приводит к нарушениям обмена веществ, на основе которых развиваются дерматиты, депигментация и потеря волос, шерсти или перьев, прекращение роста, истощение, изменения в надпочечниках и нервной системе, а также расстройства координации движений, функций сердца и почек, желудка, кишечника.

Причиной дефицита витамина могут быть малое содержание в пище белков, жиров, витамина С, витаминов группы В, заболевания тонкого кишечника с синдромом малабсорбции, а также длительное применение многих антибиотиков и сульфаниламидов.

 

ИНТЕГРАЦИЯ ЛИПИДНОГО И УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА

Интеграция метаболизма определяется:

-наличием общих промежуточных продуктов в большей части метаболических путей

-возможностью взаимопревращений через общие метаболиты

-использованием общих коферментов и необходимостью их постоянной циркуляции

-наличием общего пути катаболизма и единой системы освобождения и использования энергии (дыхательная цепь)

-наличием сходных механизмов регуляции

Цикл Рендла

В печени происходит спряжение углеводного и жирового путей обмена посредством ацетил-КоА. Так, в процессе окисления глюкозы и по мере накопления образовавшегося ацетил-КоА, не все соединение вступает в цикл Кребса, частично ацетил-КоА встраивается в цепь реакций, направленных на образование жирных кислот с различной длиной цепи, с последующим образованием триглицеридов при взаимодействии с глицерином. В свою очередь, липолиз и образование свободных жирных кислот способно давать в качестве энергетического субстрата ацетил-КоА и собственно глицерин, которые поступают в цикл трикарбоновых кислот (рис. 9). Сопряжение двух путей обмена получило название цикла Рендла. Рендл показал, что при избыточном поступлении в клетки свободных жирных кислот происходит увеличение содержания ацетил-КоА, которое сопровождается снижением активности прохождения цикла Кребса и увеличением накопления в клетках цитрата. Цитрат ингибирует активность фосфофруктокиназы - ключевого фермента в цикле Эмбдена-Меергофа, в результате чего снижается скорость фос-форилирования глюкозы и значительно замедляется утилизация глюкозы клетками. Следствием замедления транспорта и утилизации глюкозы становятся с одной стороны снижение интенсивности синтеза гликогена в клетках, а с другой - повышение содержания глюкозы в периферической крови. Поскольку мышечная ткань в качестве пластического и энергетического материала может использовать ацетил-КоА «жирового» происхождения, встраивая его в цикл Кребса, циркулирующая глюкоза остается невостребованной. Имеются достоверные данные, подтверждающие наличие прямой корреляции между накоплением липидов в мышцах и формированием инсулинорезистентности.

Физ роль: является одним из механизмов, обеспечивающих гомеостаз глюкозы

Ожирение

Ожирение — отложение жира, увеличение массы тела за счёт жировой ткани. Жировая ткань может отлагаться как в местах физиологических отложений, так и в области молочных желёз, бёдер, живота. В настоящее время ожирение рассматривается как хроническое обменное заболевание, возникающее в любом возрасте, проявляющееся избыточным увеличением массы тела преимущественно за счёт чрезмерного накопления жировой ткани, сопровождающееся увеличением случаев общей заболеваемости и смертности населения. Заболеваемость ожирением в цивилизованном обществе резко растёт, несмотря на отсутствие изменений в генетическом пуле, то есть независимо от наследственных факторов.

Развитие ожирения происходит в результате дисбаланса между поглощением и затратами энергии в организме. Регуляция массы тела в организме осуществляется путём сложного взаимодействия комплекса взаимосвязанных систем, осуществляющих контроль за энергетической системой организма: поглощённая энергия (калории) = затраченная энергия. Развитию ожирения способствует положительный энергетический баланс (гиподинамия) и источник легко доступных углеводов, избыток которых аккумулируется (запасается) в организме в виде триглицеридов в жировой ткани. Отрицательный энергетический баланс между поглощённой и затраченной энергией (даже на протяжении короткого промежутка времени) является угрозой для жизни организма. Поэтому для поддержания энергетического равновесия организм должен отрегулировать уровень гормонов, уменьшить затраты энергии, повысить эффективность усвоения питательных веществ, скорректировать пищевое поведение (повысить аппетит), мобилизовать недостающую энергию из жировых энергетических депо. Каждое из перечисленных звеньев регулируется определёнными генами.

Генетическая предрасположенность к ожирению очевидна в семьях лиц, страдающих ожирением. Гены, ответственные за регуляцию массы тела эволюционировали на протяжении всей истории происхождения и развития человеческого общества, но в то же время существенно изменились и факторы внешней среды, определяющие потребление питательных веществ и снизившие привычную физическую активность.

 

Ожирение может развиться в результате:

1. нарушения равновесия между принятой пищей и потраченной энергией, то есть повышенного поступления пищи и сниженного расхода энергии;

2. нарушений в системах поджелудочной железы, печени, тонкого и толстого кишечников (ожирение неэндокринной патологии);

3. генетических нарушений.

 

Механизм развития ожирения

Основную патогенетическую роль в развитии обычного ожирения играет нарушение функции коры большого мозга и гипоталамуса и в первую очередь нервных образований в заднем гипоталамусе, входящих в состав пищевого центра, - вентромедиальных и вентролатеральных ядер. Поражение вентромедиальных ядер - "центров сытости" - приводит к возбуждению вентролатеральных ядер - "центров аппетита". Повышенное поступление пищи (углеводов, жиров) вследствие возбуждения пищевого центра приводит при недостаточной физической активности к накоплению жира в жировых депо.

Существенное значение в развитии ожирения может иметь снижение липолиза (расщепление жира) вследствие преобладания тонуса парасимпатического отдела вегетативной нервной системы над симпатическим. Это приводит к стимулированию выработки инсулина р-клетками панкреатических островков (островки Лангерганса) с последующим ожирением. Полагают, что фактором, способствующим усилению секреции инсулина и прогрессированию ожирения, является р-эндорфин. Последний синтезируется клетками аденогипофиза. Роль эндокринных факторов в развитии обычного ожирения невелика. Однако в развитии симптоматического ожирения эндокринным факторам придают существенное значение. Вследствие недостаточной продукции жиромобилизующих гормонов (III, СТГ, тироксин и трийодтиронин, адреналин, норадреналин и глюкагон) происходит снижение липолиза. Это является причиной недостаточного использования жировых депо как источника энергии. Развитию ожирения, в первую очередь симптоматического, способствуют понижение продукции половых гормонов, что приводит к сдвигу обмена глюкозы по пентозному циклу, а также повышение продукции глюкокортикоидов, усиливающих отложение гликогена в печени и тормозящих вследствие этого липолиз. Избыточное отложение жира приводит чаще всего к поражению сердечно-сосудистой системы, органов дыхания с возможным развитием сердечной или легочно-сердечной недостаточности, нарушению функции желудочно-кишечного тракта, печени и т.д. При ожирении происходит увеличение абсолютного количества общей и внеклеточной жидкости с одновременным ее уменьшением во внутриклеточном пространстве. Внутриклеточная дегидратация усиливается с нарастанием массы тела и становится наиболее выраженной при III и IV степени ожирения.

 

Классификация ожирения

1. Первичное ожирение. Алиментарно-конституциональное (экзогенно-конституциональное)

Конституционально - наследственное

2. С нарушением пищевого поведения (синдром ночной еды, повышенное потребление пищи на стресс)

Смешанное ожирение

2. Вторичное ожирение

· С установленными генетическими дефектами

· Церебральное ожирение

- опухоли головного мозга

- травма основания черепа и последствия хирургических операций

- синдром пустого турецкого седла

- травмы черепа

- воспалительные заболевания (энцефалит и др.)

· Эндокринное ожирение

- гипофизарное

- гипотиреоидное

- климактерическое

- надпочечниковое

- смешанное

· Ожирение на фоне психических заболеваний и/или приема нейролептиков

 

Стадии ожирения

а) прогрессирующая

б) стабильная.

 

Типы ожирения

1. "Верхний" тип (абдоминальный), мужской

2. "Нижний тип" (бедренно-ягодичный), женский

 

Жир может располагаться

1. В подкожножировой клетчатке (подкожный жир)

2. Вокруг внутренних органов (висцеральный жир)

 

Подкожно-жировая клетчатка в области живота + висцеральный жир брюшной полости = АБДОМИНАЛЬНЫЙ ЖИР

Отложение жировой клетчатки в абдоминальной области (верхний тип ожирения, или центральное ожирение) более четко связано с заболеваемостью и смертностью, чем нижний тип ожирения или чем степень ожирения.

Многочисленные исследования показали, что большое количество абдоминальной жировой ткани связано с высоким риском развития дислипидемии, сахарного диабета, сердечно-сосудистых заболеваний. Эта зависимость не связана с общим содержанием жира в организме. При одинаковом индексе массы тела (ИМТ), абдоминальное ожирение, или увеличенное отложение жировой клетчатки в области живота, сопровождается более высоким риском развития сопутствующих заболеваний, чем ожирение по нижнему типу.

Абдоминальное распределение жира увеличивает риск смертности у мужчин и женщин. Предварительные данные также свидетельствуют о наличии взаимосвязи данного типа отложения жира и саркомы у женщин.

 

Осложнения ожирения

· Метаболический синдром.

· Гастроэзофагеальная рефлюксная болезнь

· Сахарный диабет 2-го типа.

· Ишемическая болезнь сердца.

· Инфаркт миокарда.

· Инсульт.

· Артериальная гипертензия.

· Хроническая венозная недостаточность.

· Холецистит.

· Желчекаменная болезнь.

· Артриты.

· Деформирующий остеоартроз.

· Грыжи межпозвоночных дисков.

· Синдром поликистозных яичников.

· Онкологические заболевания.

· Панкреатит.

· Жировая дистрофия печени.

· Крайняя степень ожирения с альвеолярной гиповентиляцией.

 

Ожирение у взрослых.

Любой человек с недостаточностью физической активности и дурными привычками в питании попадает в группу риска. Недостаточная физическая активность и ожирение составляют порочный круг. Недостаток движения способствует развитию ожирения, а ожирение затрудняет движение. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) рассматривает ожирение как глобальную эпидемию, так все больше стран перенимает западные привычки. Важно подчеркнуть, что, несмотря на тот факт, что ожирение (индекс массы тела более 30) несомненно, опасно, по-прежнему неизвестно, опасна ли для, в принципе, здоровых людей, не входящих в группу риска по сахарному диабету, сердечно-сосудистым или злокачественным заболеваниям, избыточная ли масса тела (ИМТ 25-28). У мужчин индекс массы тела имеет тенденцию к повышению вплоть до 50-го года жизни, после чего он начинает снижаться. У женщин масса тела возрастает примерно до 70 лет, а затем стабилизируется. Увеличение массы тела неизбежно по мере старения, а постепенное прибавление примерно 5 килограммов к нормальной массе тела не опасно. Тем не менее, это положение вещей осложняется тем, что по мере старения уменьшается костная и мышечная масса, что приводит к увеличению массы жировой ткани до 0,75 кг на кг веса.

 

Ожирение у детей.

Количество жировых клеток дважды увеличивается в период роста и созревания: в раннем детстве и в подростковом возрасте. Переедание в эти периоды увеличивает количество жировых клеток, которое генетически предопределено. Некоторые люди уже рождаются с избытком этих клеток. В любом случае известную роль играет и влияние родителей: если родитель трехлетнего ребенка страдает ожирением, то и ребенок, хотя и худенький, имеет 30 % шансов стать таким же. По истечении подросткового возраста увеличивается масса жировых клеток, но не их число, поэтому потеря массы тела у взрослого человека уменьшает размеры жировых клеток, но не их число, следовательно, гораздо труднее похудеть тем взрослым, которые имели избыточный вес в детстве, когда жировые клетки размножались.

 

Ожирение развивается тогда, когда поступление в организм энергосубстратов превышает расходование энергии.

Среди причин развития этого состояния, включающих генетические и факторы среды, важнейшее значение имеют состав принимаемой пищи и специфические регуляторы энергетического баланса.

Одним из таких соединений является продукт экспрессии так называемого гена ожирения (ob - гена) – лептин.

 

Лептин

Лептин – это белок, состоящий из 167 аминокислоты. Местом синтеза лептина

являются адипоциты, в гораздо меньшей степени – эпителиальные клетки желудка и плаценты. Причем, чем больше в этих клетках накапливается ТГ, тем больше там образуется лептин. Образовавшись, лептин секретируется адипоцитами и не депонируется в клетках. Организм вырабатывает лептин в двух направлениях. Первый и "долгосрочный" путь является жировые клетки. Чем больше жировых клеток у вас есть, тем больше лептина вы производите. При этом - "парадокс ожирения". Тучные люди, с большим количеством жировых клеток, то должны иметь очень высокого уровня лептина, тем самым высокий метаболизм, что приводит к высокой жировой обмен. Итак, почему тучные люди до сих пор тучные? Исследователи обнаружили, что тучные люди по-прежнему производят высокие уровни лептина, но к сожалению рецепторы в ЦНС стали устойчивыми к ним. Если вы хотите похудеть, тогда Вы должны работать над восстановлением чувствительности к лептину, которые будут рассмотрены ниже.

Второй и "краткосрочный" путь лептина осуществляется через инсулин. Когда в организме вырабатывается инсулин в ответ на белки, углеводы, или любой другой инсулиногенным продуктом которые вы едите, Ваш организм также вырабатывает лептин. Чем больше инсулина производится, тем больше лептина производства. Когда происходит резкий рост потребности в инсулине, резкое повышение лептина следует автоматическим образом, и лептин может "оставаться высоким" на срок до 36 часов.

Лептин — гормон, регулирующий энергетический обмен. Оказывает анорексигенное действие (подавляет аппетит). Его механизм действия заключается в передаче в гипоталамус информации о массе тела и жировом обмене. Функциями лептина является подавление аппетита, регуляция менструальной функции у женщин (при критическом снижении уровня лептина прекращаются овуляции и менструации). В физиологических условиях лептин угнетает синтез инсулина, а инсулин, воздействуя на жировую ткань, стимулирует продукцию лептина. Этот гормон участвует в регуляции энергетического обмена организма и массы тела. Лептин часто называют гормоном насыщения. Считается, что он действует на гипоталамус, блокируя синтез и высвобождение нейропептида Y, вызывающего чувство голода. Врожденная недостаточностъ лептина у грызунов и у человека приводит к развитию тяжёлой формы ожирения.

Не так давно была выдвинута гипотеза об участии лептина в адаптации организма к голоданию. При этом учитываются основные функции лептина – снижение расхода энергии за счет уменьшения синтеза гормонов щитовидной железы и теплообразования, мобилизация энергетических ресурсов за счет повышенной продукции глюкокортикоидов и подавления репродуктивной функции. Введение лептина голодающим мышам способствует коррекции нейроэндокринных нарушений, связанных со снижением уровня эндогенного лептина, т.е. приводит к снижению активности щитовидной и половой желез на фоне стимуляции надпочечников. Именно низкий уровень лептина лежит в основе метаболических и нейроэндокринных сдвигов, характерных для нервной анорексии и лечебного голодания.

Синтез лептина определяется количеством потребляемой пищи. Уровень лептина снижается при голодании и повышается при переедании. Поэтому во время диеты уровень лептина снижается. С одной стороны, когда еды в достатке, лептин предохраняет нас от накопления излишнего жира. С другой стороны, лептин предохраняет и отвечает за предотвращение излишней потери жировой массы.

У Большинства людей, страдающих ожирением, система распознающая лептина оказывается сломанной или «нечувствительностью к лептину» - состоянием, при котором мозг не может определить, когда количество жира в организме достигает достаточного уровня. Клетки жировой ткани посылают лептин к гипоталамусу, сигнализируя о том, что жировые запасы заполнены. Лептин достигает рецепторов, но обратного отклика не происходит. Несмотря на всю лишнюю жировую массу, мозг продолжает воспринимать ситуацию как голодную и требует заполнять «жировые депо». Вот поэтому ловушка в том, что во время диеты мы постоянно зверски голодны.

Интерес исследователей к лептину вызван ростом сердечно-сосудистой патологии. Установлено, что связь между количеством лептина и заболеваниями сердечно-сосудистой системы существует вне зависимости от других факторов риска, таких как курение, наличия высокого уровня холестерина и высокого кровяного давления и обусловлена влиянием лептина на эластичность артерий. Кроме того, высокий уровень лептина создает высокую вероятность тромбоза: в результате особого взаимодействия между лептином и рецепторами к нему, расположенными на тромбоцитах, ответственных за свертываемость крови, стимулируется тромбообразование.

Лептин рассматривается также в качестве одного из факторов патогенеза инсулиннезависимого сахарного диабета (диабета II типа): избыток лептина приводит к подавлению секреции инсулина, вызывает резистентность ткани к его воздействию, подавляет действие инсулина на клетки печени.

Концентрация лептина играет роль физиологического сигнала о достаточности энергетических ресурсов организма для выполнения репродуктивной функции и влияет на выработку стероидных гормонов в яичниках. В период полового созревания происходит повышение концентрации лептина в крови.

 

 

Пантотеновая кислота

Пантотеновая кислота, пантотенат (лекарственная форма — пантотенат кальция, витамин B5, неверное обозначение — витамин B3). Пантотеновая кислота по химической природе является дипептидом и состоит из остатков аминокислоты β-аланина и пантоевой кислоты.

Пантотеновая кислота получила свое название от греческого «пантотен», что означает «всюду», из-за чрезвычайно широкого её распространения. Пантотеновая кислота, попадая в организм, превращается в пантетин, который входит в состав кофермента А, который играет важную роль в процессах окисления и ацетилирования. Кофермент А — одно из немногих веществ в организме, участвующее в метаболизме и белков, и жиров, и углеводов.

Пантотеновая кислота требуется для обмена жиров, углеводов, аминокислот, синтеза жизненно важных жирных кислот, холестерина, гистамина, ацетилхолина, гемоглобина. Пантотеновая кислота чувствительна к нагреванию, при термической обработке теряется почти 50 % витамина. В клетках животных и растений пантотеновая кислота входит в состав кофермента A (KoA), принимающего участие в важнейших реакциях обмена веществ.

Важнейшим свойством витамин пантотеновой кислоты является ее способность стимулировать производство гормонов надпочечников — глюкокортикоидов, что делает его мощным средством для лечения таких заболеваний как артрит, колит, аллергия и болезни сердца. Витамин играет важную роль в формировании антител, способствует усвоению других витаминов, а также принимает участие в синтезе нейротрансмиттеров.

Пантотеновая кислота участвует в метаболизме жирных кислот. Она нормализует липидный обмен и активирует окислительно-восстановительные процессы в организме.

Пантотеновая кислота оказывает значительное гиполипидемическое действие, обусловленное, по-видимому, ингибированием биосинтеза основных классов липидов, формирующих в печени липопротеины низкой и очень низкой плотности. Недостаток пантотеновой кислоты в организме приводит к нарушениям обмена веществ, на основе которых развиваются дерматиты, депигментация и потеря волос, шерсти или перьев, прекращение роста, истощение, изменения в надпочечниках и нервной системе, а также расстройства координации движений, функций сердца и почек, желудка, кишечника.

Причиной дефицита витамина могут быть малое содержание в пище белков, жиров, витамина С, витаминов группы В, заболевания тонкого кишечника с синдромом малабсорбции, а также длительное применение многих антибиотиков и сульфаниламидов.

 

ГОРМОНАЛЬНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ ЛИПИДНОГО ОБМЕНА

Обмен липидов регулируется ЦНС. Кора большого мозга оказывает трофическое влияние на жировую ткань либо через нижележащие отделы ЦНС – симпатическую и парасимпатическую системы, либо через эндокринные железы. В настоящее время установлен ряд биохимических механизмов, лежащих в основе действия гормонов на липидный обмен.

Известно, что длительный отрицательный эмоциональный стресс, сопровождающийся увеличением выброса катехоламинов в кровяное русло, может вызвать заметное похудание. Уместно напомнить, что жировая ткань обильно иннервируется волокнами симпатической нервной системы, возбуждение этих волокон сопровождается выделением норадреналина непосредственно в жировую ткань. Адреналин и норадреналин увеличивают скорость липолиза в жировой ткани; в результате усиливается мобилизация жирных кислот из жировых депо и повышается содержание неэстерифи-цированных жирных кислот в плазме крови. Как отмечалось, тканевые липазы (триглицеридлипаза) существуют в двух взаимопревращающихся формах, одна из которых фосфорилирована и каталитически активна, а другая – нефосфорилирована и неактивна. Адреналин стимулирует через аденилатциклазу синтез цАМФ. В свою очередь цАМФ активирует соответствующую протеинкиназу, которая способствует фосфорилированию липазы, т.е. образованию ее активной формы. Следует заметить, что действие глюкагона на липолитическую систему сходно с действием кате-холаминов.

Не подлежит сомнению, что секрет передней доли гипофиза, в частности соматотропный гормон, оказывает влияние на липидный обмен. Гипофункция железы приводит к отложению жира в организме, наступает гипофизарное ожирение. Напротив, повышенная продукция СТГ стимулирует липолиз, и содержание жирных кислот в плазме крови увеличивается. Доказано, что стимуляция липолиза СТГ блокируется ингибиторами синтеза мРНК. Кроме того, известно, что действие СТГ на липолиз характеризуется наличием лаг-фазы продолжительностью около 1 ч, тогда как адреналин стимулирует липолиз почти мгновенно. Иными словами, можно считать, что первичное действие этих двух типов гормонов на липолиз проявляется различными путями. Адреналин стимулирует активность аденилатциклазы, а СТГ индуцирует синтез данного фермента. Конкретный механизм, с помощью которого СТГ избирательно увеличивает синтез аденилатциклазы, пока неизвестен.

Инсулин оказывает противоположное адреналину и глюкагону действие на липолиз и мобилизацию жирных кислот. Недавно было показано, что инсулин стимулирует фосфодиэстеразную активность в жировой ткани. Фосфодиэстераза играет важную роль в поддержании постоянного уровня цАМФ в тканях, поэтому увеличение содержания инсулина должно повышать активность фосфодиэстеразы, что в свою очередь приводит к уменьшению концентрации цАМФ в клетке, а следовательно, и к образованию активной формы липазы.

Несомненно, и другие гормоны, в частности тироксин, половые гормоны, также оказывают влияние на липидный обмен. Например, известно, что удаление половых желез (кастрация) вызывает у животных избыточное отложение жира. Однако сведения, которыми мы располагаем, не дают пока основания с уверенностью говорить о конкретном механизме их действия на обмен липидов. В табл. 11.2 приведены сводные данные о влиянии ряда факторов на мобилизацию жирных кислот из жировых депо.