Превращение активного ацетата в мевалоновую кислоту.

В результате конденсации 2 молекул ацетил-КоА образуется ацетоацетил-КоА, который при взаимодействии с третьей молекулой ацетил-КоА образует β-гидрокси-β-метилглутарил-КоА. Затем в ГМГ-КоА-редуктазной реакции при участии фермента ГМГ-КоА-редуктазы он восстанавливается до мевалоновой кислоты. Эта необратимая реакция лимитирует скорость биосинтеза холестерина.

Образование сквалена из мевалоновой кислоты.

Мевалоновая кислота фосфорилируется при помощи АТФ и участвует в ряде реакций, в результате чего образуется фарнезилпирофосфат (С₁₅). Затем 2 молекулы фарнезилпирофосфата конденсируются и восстанавливаются при помощи НАДФН + Н⁺, образуя сквален (С₃₀):

Циклизация сквалена в холестерин.

Под влиянием сквален-оксидоциклазы первоначально образуется ланостерин, который затем превращается в холестерин:

Сквален

®

Регуляция синтеза холестерина

Основным пунктом регуляции является реакция образования мевалоновой кислоты. Регуляторным ферментом является ГМГ-КоА-редуктаза.

1. Аллостерическая регуляция. Холестерин, а в печени - и желчные кислоты ингибируют ГМГ-КоА-редуктазу.

2. Репрессия синтеза ГМГ-КоА-редуктазы холестерином.

3. Регуляция путем фосфорилирования-дефосфорилирования ГМГ-КоА-редуктазы; активна нефосфорилированная форма. Глюкагон вызывает дезактивацию, а инсулин – активацию путем сложного каскада реакций. Таким образом, скорость синтеза холестерина изменяется при смене абсорбтивного и постабсорбтивного состояний.

4. Скорость синтеза ГМГ-КоА-редуктазы в печени подвержена четким суточным колебаниям: максимальна в полночь, а минимальна - в утренние часы.

Обмен эфиров холестерина

В клетках этерификация холестерина происходит при действии ацил-КоА-холестерин-ацилтрансферазы (АХАТ):

Ацил-КоА + Холестерин ® НS-КоА + Ацилхолестерин

Образуется в основном линолеилхолестерин. Эфиры находятся главным образом в цитозоле в составе липидных капель. Образование эфиров можно рассматривать, с одной стороны, как механизм удаления из мембран избыточного холестерина, а с другой - как механизм запасания холестерина в клетке. Мобилизация запасов происходит при участии ферментов эстераз, гидролизующих эфиры холестерина:

Ацилхолестерин + Н₂О ® Жирная кислота + Холестерин

Синтез и гидролиз эфиров происходят особенно активно в клетках коры надпочечников.

В липопротеинах крови образование эфиров протекает при участии лецитин-холестерин-ацилтрансферазы (ЛХАТ), катализирующей перенос ацильного остатка с лецитина на холестерин. ЛХАТ образуется в печени, секретируется в кровь и присоединяется к липопротеинам. Наиболее активна ЛХАТ в ЛВП, где она локализована в поверхностном слое. Активатором ЛХАТ является аполипопротеин А12 (АпоА1) – белок ЛВП, синтезирующийся в печени и кишечнике. Образующиеся здесь эфиры холестерина гидрофобны и погружаются в липидное ядро. В фосфолипидном монослое освобождается место для холестерина, которое может быть заполнено холестерином из клеточных мембран или из других липопротеинов. Таким образом, ЛВП в результате действия ЛХАТ оказываются ловушкой холестерина.

Синтез желчных кислот

В печени часть холестерина превращается в желчные кислоты. Желчные кислоты можно рассматривать как производные холановой кислоты, хотя холановая кислота как таковая в организме не образуется.

Первый этап синтеза желчных кислот – гидроксилирование холестерина под действием 7α-гидроксилазы. Данная реакция является лимитирующей. В последующих реакций в гепатоцитах синтезируются первичные желчные кислоты - хенодезоксихолевая и холевая (рис. 6).

Рис. 6. Схема синтеза первичных желчных кислот

После выделения желчи в кишечник при действии ферментов кишечной флоры из них образуются вторичные желчные кислоты - литохолевая и дезоксихолевая. Они всасываются в кишечнике, с кровью через воротную вену попадают в печень, а затем - в желчь. В желчи содержатся главным образом конъюгированные желчные кислоты, т. е. их соединения с глицином или таурином. Концентрация желчных кислот в желчи около 1%.

Основная часть желчных кислот участвует в гепатоэнтеральной циркуляции. Небольшая часть желчных кислот - около 0,5 г за сутки - выводится с калом. Это компенсируется синтезом в печени новых желчных кислот; фонд желчных кислот обновляется примерно за 10 дней.

Холестерин организма человека по происхождению подразделяют на эндогенный холестерин, синтезированный в печени и других органах т тканях, и экзогенный холестерин (холестерин пищи). Удаление холестерина из тканей происходит путем его окисления в желчные кислоты в печени с последующей их экскрецией с калом (примерно 0,5 г в сутки) и путем экскреции неизмененного холестерина (тоже с калом).

В стационарном состоянии:

(Холестерин_энд + Холестерин_экз) - (Холестерин_экскр + Желчные кислоты_экскр) = 0

Если представленный баланс нарушен, то концентрация холестерина в тканях и в крови изменяется. Повышение концентрации холестерина в крови – гиперхолестеринемия. При этом увеличивается вероятность заболевания атеросклерозом и желчнокаменной болезнью.

РЕГУЛЯЦИЯ ЛИПИДНОГО ОБМЕНА

Обмен липидов регулируется ЦНС. Длительный отрицательный эмоциональный стресс, увеличение выброса катехоламинов в кровяное русло может вызвать заметное похудение. Адреналин и норадреналин увеличивают активность тканевой липазы и скорость липолиза в жировой ткани; в результате повышается содержание жирных кислот в плазме крови.

Действие глюкагона на липолитическую систему сходно с действием катехоламинов.

Инсулин оказывает противоположное адреналину и глюкагону действие на липолиз и мобилизацию жирных кислот.

Соматотропный гормон стимулирует липолиз, индуцируя синтез аценилатциклазы. Гипофункция гипофиза приводит к отложению жира в организме (гипофизарное ожирение).

Тироксин, половые гормоны, также оказывают влияние на липидный обмен. Удаление половых желез вызывает у животных избыточное отложение жира.

НАРУШЕНИЯ ЛИПИДНОГО ОБМЕНА