Стоение холестерина. Его биологическое знаечение. Биосинтез.

Холестерол - стероид, харак. только для жив. орг. Он синт-ся во многих тк. человека, но основное место синт. - печень. Входит в сост. всех мембран кл. и влияет на их св-ва, служит исход. субстратом в синт. жёлч. к-т и стер. гормонов. Предш. в метаболич. пути синтеза холестерола превращ. также в убихинон - комп. дыхат.й цепи и долихол, уч. в синтезе гликопрот. Этериф. холестерол преобл. в крови и запасается в небол. кол-вах в некоторых типах клеток, исп. его как субстрат для синтеза других в-в. Сод-е холестерола увелич. по напр. к наруж. стороне плазмат. мембр. Встр. между фосфолип.. гидроксильная гр. контакт. с водной фазой. Огранич. текчесть при выс. t и поддерж. текчесть при более низких t.

Холестерол и его эфиры - гидрофоб. молек., поэтому они транспорт. кровью в сост. ЛП.

Синтез холестерола можно разделить на 3 этапа. 1ый этап заканчивается образованием мевалоната. 2 мол. ацетил-КоА конденс. тиолазой с обра-м ацетоацетил-КоА. Гидроксиметилглутарил-КоА-синтаза присоединяет третий ацетильный остаток с образованием 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА.

Происходит восстановление ГМГ-КоА до мевалоната с исп. 2 молек. НАДФН.

На 2ом этапе синтеза мевалонат превращ. в изопентенилпирофосфат. Продукт конденсации 2 изопреновых единиц - геранилпирофосфат. Присоед. ещё 1 изопреновой ед. приводит к обр. фарнезилпирофосфата. 2 молек. фарнезилпирофосфата конденсируются с образованием сквалена - углеводорода линейной структуры, состоящего из 30 углеродных атомов.

На 3м этапе синтеза холестерола сквален через стадию образования эпоксида циклазой превращ. в молек. ланостерола, сод. 4 конденсированных цикла и 30 атомов углерода. Далее происходит 20 последовательных реакций, превращающих ланостерол в холестерол.

 

В некоторых тканях гидроксильная группа холестерола этерифицируется с образованием более гидрофобных молекул - эфиров холестерола. Реакция катализируется внутриклеточным ферментом ацилКоА:холестеролаиилтрансферазой. Эфиры холестерола - форма, в которой они депонируются в клетках или транспортируются кровью. В крови около 75% холестерола находится в виде эфиров.

Регуляция ключевого фермента синтеза холестерола (ГМГ-КоА-редуктазы) происходит разными способами. При увелич. соотнош. инсулин/глюкагон фермент дефосфорилир. и перех., в акт. сост. Действие инсулина осущ. через:

- фосфатазу киназы ГМГ-КоА-редуктазы, которая превращает киназу в неактивное дефосфорилированное состояние;

- фосфатазу ГМГ-КоА-редуктазы путём превращения её в дефосфорилир. активное сост. Рез-том этих р-ций служит обр-е дефосфорилир. акт. формы ГМГ-КоА-редуктазы.

В абсорбтивный период синтез холестерола увелич. В этот период увелич. и доступ. исход. субстрата для синтеза холестерола - ацетил-КоА (в рез-те приёма пищи, содержащей углеводы и жиры, так как ацетил-КоА образуется при распаде глюкозы и жирных кислот). В постабсорбтивном сост. глюкагон через протеинкиназу А стимулирует фосфорилир. ГМГ-КоА-редуктазы, переводя её в неактив. сост. В рез-те синтез холестерола в постабсорбтивном периоде и при голодании ингиб. Конеч. продукт метаб. пути (холестерол) снижает ск-сть транскрип гена ГМГ-КоА-редуктазы, подавляя собст. синтез. В печени активно идёт синтез жёлч. к-т из холестерола, поэтому и жёлч. к-ты (как конеч. прод. синтеза) подавляют акт-ть гена ГМГ-КоА-редуктазы.

 

 

Кетоновые тела. Образование, окисление, причины усиления кетогенеза.

При низком соотношении инсулин/глюкагон в крови в жир. тк. акт. распад жиров. Жир. к-ты поступ. в печень в большем кол-ве, чем в норме, поэтому увеличивается скорость β-окисления. Ск-ть реакций ЦТК в этих условиях сниж., т. к. оксалоацетат исп-ся для глюконеогенеза. В рез-те ск-ть образования ацетил-КоА превышает способность ЦТК окислять его. Ацетил-КоА накапл. в митохондриях печени и используется для синтеза кетоновых тел. Синтез кетоновых тел происходит только в митохондриях печени.

Синтез кет. тел нач. с взаимод. 2 молек ацетил-КоА, к-е под дейст. тиолазы обр. ацетоацетил-КоА. С ацетоацетил-КоА взаимодействует третья молекула ацетил-КоА, образуя 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА (ГМГ-КоА). Эту реакцию катализирует ГМГ-КоА-синтаза. Далее ГМГ-КоА-лиаза катализирует расщепление ГМГ-КоА на свободный ацетоацетат и ацетил-КоА. Ацетоацетат может выделяться в кровь или превращаться в печени в другое кетоновое тело - β-гидроксибутират путём восстановления. В кл. печени при акт. β-окислении создаётся высокая конц-ция НАДН => превращ. большей части ацетоацетата в β-гидроксибутират, поэтому осн. кетоновое тело в крови - именно β-гидроксибутират. При высокой конц-ции ацетоацетата часть его неферментативно декарбокс., превращаясь в ацетон.

При длительном голодании кетоновые тела становятся основным источником энергии для скелетных мышц, сердца и почек. Глюкоза сохр. для ок-я в мозге и эритроцитах. Уже через 2-3 дня после начала голодания конц-ция кет. тел в крови достаточна для того, чтобы они проходили в клетки мозга и окислялись, снижая его потребности в глюкозе. β-Гидроксибутират), попадая в клетки, дегидрируется НАД-зависимой ДГ и превращ. в ацетоацетат. Ацетоацетат активируется, взаимодействуя с сукцинил-КоА - донором КоА:

Ацетоацетат + Сукцинил-КоА → Ацетоацетил- КоА + Сукцинат.

Ок-е 1 молек. β-гидроксибутирата до СО2 и Н2О обесп-т синтез 27 молекул АТФ.

Резистентность к кетозу.

На долю АК (в составе белков и свободных) приходится более 95 % всего азота организма. Поэтому об общем состоянии АК и белкового обмена можно судить по азотистому балансу - разнице между кол-вом азота,поступающего с пищей, и кол-вом выделяемого азота (главным образом в составе мочевины). У взрос. здорового чел. при нормальном питании имеет место азотистое равновесие, т. е. кол-во выделяемого азота равно кол-ву поступающего. В период роста организма, а также при выздоровлении после истощающих заб. выводится азота меньше, чем поступает, — положительный азотистый баланс. При старении, голодании и в течение истощающих заболеваний азота выводится больше, чем поступает, — отриц. азотистый баланс. При полож. азотистом балансе часть АК пищи задерживается в организме, включаясь в состав белков и клеточных структур; общая масса белков в организме увелич. Наоборот, при отрицат. азотистом балансе общая масса белков уменьш. (катаб. сост.).