Окисление высших жирных кислот

Жировая ткань, состоящая из адипозоцитов, выполняет специфическую роль в липидном обмене. Около 65% массы жировой ткани приходится на долю отложенных в ней триацилглицеролов (ТАГ) - они представляют собой форму запасания энергии и выполняют в обмене жиров такую же функцию, как гликоген печени в обмене углеводов. Отложенные жиры в жировой ткани служит источником эндогенной воды и энергетическим резервом для организма человека. ТАГ используется в организме после предварительного расщепления (липолиза), в ходе которого освобождаются глицерин и свободные жирные кислоты. В клетках жировой ткани при участии липаз происходит распад ТАГ. Липаза находится в неактивной форме, она активируется гормонами (адреналином, норадреналином, глюкагоном, тироксином, глюкокортикоидами, СТГ, АКТГ) в ответ на стресс, голодание, охлаждение продуктами реакции являются моноацилглицерин и ВЖК. ВЖК с помощью альбуминов переносятся кровью к клеткам тканей, органов, где происходит их окисление.

Окисление высших жирных кислот.

Источники ВЖК:

- липиды жировой ткани

- липопротеины

-триацилглицерины

-фосфолипиды клеточных биомембран

Окисление ВЖК происходят в митохондриях клеток, и называется бетта окислением. Доставка их к тканям и органам происходит при участии альбумина, а транспорт из цитоплазмы в митохондрии при участии карнитина. Процесс бета-окисления ВЖК складывается из следующих этапов:

-активация ВЖК на наружной поверхности мембраны митохондрий при участии АТФ, конзима А и ионов магния с образованием активной формы ВЖК (ацил - КоА).

-транспорт жирных кислот внутрь митохондрий возможен при присоединении активной формы жирной кислоты к карантину, находящемуся на наружной поверхности внутренней мембраны митохондрий. Образуется ацил-карнитин, обладающий способностью проходить через мембрану. На внутренней поверхности комплекс распадается и карнитин возвращается на наружную поверхность мембраны.

-внутримитохондриальное окисление жирных кислот состоит из последовательных ферментативных реакций. В результате одного завершенного цикла окисления происходит отщепление от жирой кислоты одной молекулы ацетил-КоА, т.е. укорочение жирнокислотной цепи на два углеродных атома.Приэтом в результате двух дегидрогеназных реакций восстанавливается ФАД до ФАДН₂ и НАД⁺ до НАДН₂. Т.о. завершая 1 цикл бега - окисления ВЖК, в результате которого ВЖК укоротилось на 2 углеродных звена. При бета -окислении выделилось 5АТФ и 12АТФ выделилось при окислении АЦЕТИЛ-КОА в ЦТК и сопряженных с ним ферментов дыхательной цепи. Окисление ВЖК будет происходить циклически одинаково, но только до последней стадии - стадии превращения масляной кислоты (БУТИРИЛ-КОА), которая имеет свои особенности, которые необходимо учитывать при подсчёте суммарного энергетического эффекта окисления ВЖК, когда в результате одного цикла образуется 2 молекулы АЦЕТИЛ-КОА, одна из них проходила бета -окисление с выделением 5АТФ, а другая нет.

ОКИСЛЕНИЕ ВЖК, ИМЕЮЩИХ НЕЧЕТНОЕ КОЛИЧЕСТВО УГЛЕРОДНЫХ ЗВЕНЬЕВ В ЦЕПИ

Такие ВЖК поступают в организм человека в составе пищи с мясом жвачных животных, растений, морских организмов. Окисление таких ВЖК происходит также как и ВЖК, имеющих чётное количество углеродных звеньев в цепи, но только до последней стадии - стадии превращения ПРОПИОНИЛ-КОА. которая имеет свои особенности.

Т.о. образуется СУКЦИНИЛ-КОА, который в дальнейшем окисляется в МИТОХОНДРИЯХ с участием ферментов ЦТК КРЕБСА и сопряженных с ним ферментов дыхательной цепи.

Окисление глицерина

Окисление глицерина в тканях тесно связано с ГЛИКОЛИЗОМ, в который вовлекаются метаболиты обмена глицерина по следующей схеме:

При окислении глицерина образовались конечные продукты:

СО2 на этапе превращения:

1. ПИРУВАТА

2.ИЗОЦИТРАТА

3.Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА

Н₂О на этапе превращения:

1.альфа -ГЛИЦЕРОФОСФАТА

2. ГЛИЦЕРАЛЬДЕГИД-3-ФОСФАТА

3. 2-ФОСФОГЛИЦЕРАТА

4.ПИРУВАТА

5.ИЗОЦИТРАТА

6.Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА

7. СУКЦИНАТА

8. МАЛАТА

АТФ выделилось за счёт реакций

А) Субстратного фосфорилиования на этапах превращения:

1. 1,3-дифосфоглицерата

2.2-фосфоенолпирувата

3.Сукцинил-КоА

Б) Окислительного фосфорилирования на этапах превращения:

1.Альфа-глицерафосфата

2.Глицеральдегид-3 фосфата

3.Пирувата

4.Изоцитрата

5. Альфа-КЕТОГЛУТАРАТА

6.Сукцината

7.Малата

Суммарный энергетический эффект окисления одной молекулы глицерина равен 22 АТФ.

Биосинтез ВЖК в тканях

Биосинтез ВЖК происходит в эндоплазматической сети клеток. Заменимые ВЖК (все предельные и непредельные, имеющих одну двойную связь) синтезируются в клетках из АЦЁТИЛ-КоА. Условиями для биосинтеза ВЖК являются:

1.Наличие АЦЕТИЛ-КоА, АТФ, СО₂, Н₂О, НАДФ*Н₂,

2.Наличие специальных белков-переносчиков (HS -АПБ). 3.Наличие ферментов синтеза.

Процесс биосинтеза циклический. Каждый цикл включает в себя 6 этапов:

1этап- образование 3-углеродного соединения - МАЛОНИЛ-КОА;2 этап- перенос МАЛОНИЛА и АЦЕТИЛА на специальные белки (HS-АПБ);3. этап- конденсация МАЛОНИЛА-АПБ и АЦЕТИЛА-АПБ с участием СИНТАЗЫ;4. этап- восстановление бета -КЕТОАЦИЛ-АПБ;5.этап- дегидратация бета-ГИДРОКСИАЦИЛ-АПБ;6.этап- восстановление ЕНОИЛАЦИЛ-АПБ.

Т.о. завершается 1 цикл синтеза ВЖК образованием масляной кислоты (БУТИРИЛ-АПБ). В дальнейшем последовательно и циклично к ней будут присоединяться молекулы МАЛОНИЛ-КоА. Завершается биосинтез любой ВЖК в тканях ДЕАЦИЛАЗНОЙ реакцией.