Строение и обмен липидов

МЕТОДИЧЕСКИЕ СОВЕТЫ Липидами называются органические вещества биологической природы, нерастворимые в воде и растворимые в органических растворителях, таких как хлороформ, эфир или бензол. Обратите внимание на роль липидов в жизнедеятельности живых организмов. Липиды являются структурными элементами биологических мембран /фосфолипиды, стеролы, сфинголипиды, гликолипиды и др./. Многие выполняют функции запасных, богатых энергией питательных веществ. Некоторые липиды выполняют защитную роль. Имеется ряд веществ, которые условно можно отнести к липидам. Они обладают высокой биологической активностью /стероидные гормоны, жирорастворимые витамины/. Ознакомьтесь с классфикацией липидов. Липиды делятся на простые и сложные. К простым липидам относятся жиры — сложные эфиры, состоящие из остатков высших жирных кислот и трехатомного спирта глицерина.

Студент должен знать строение жирных кислот. Жирные кислоты в зависимости от способа соединения атомов углерода делятся на насыщенные и ненасыщенные. Некоторые из ненасыщенных жирных кислот /арахидоновая, линолевая, линоленовая и др./ играют физиологическую роль, они являются предшественниками клеточных гормонов-простагландинов. Животные и растительные жиры чаще всего содержат жирные кислоты с четным числом углеродных атомов. К сложным липидам относятся фосфолипиды, гликолипиды, липопротеины и др. Биологическая роль сложных липидов состоит в том, что они являются основными компонентами биологических мембран и межклеточной среды. Обратите внимание на их структуру. В организме нейтральные жиры находятся в двух формах — резервного /или запасного/ жира и в форме протоплазматического жира. Ознакомьтесь е их составом и физиологическими функциями.

Важной особенностью обмена липидов является то, что при окислении в организме они выделяют не только энергию, но и значительное количество воды. Например, при окислении I г белка образуется 0,41 г воды, при окислении I г углеводов — 0,55 г, а при окислении I г липидов выделяется 1,07 г воды.

Кишечник является основным местом переваривания липидов. В двенадцатиперстной кишке на липиды, поступившие с пищей, воздействуют желчь и сок поджелудочной железы. Жиры в основном эмульгируются под влиянием желчных кислот. Ознакомьтесь с составом желчи. Напишите строение желчных кислот. Недостаток желчных кислот в кишечнике приводит к серьезным нарушениям переваривания липидов. Ознакомьтесь с составом панкреактического сока. Какие ферменты в него входят?

Жирные кислоты с длиной цепи менее чем 10 углеродных атомов всасываются преимущественно в неэстерифицированной форме через портальное кровообращение и поступают в печень. Продукты гидролиза липидов всасываются в тонком кишечнике. Для всасывания необходимо присутствие эмульгирующих веществ — желчных кислот. Ознакомьтесь с этим процессом.

Процесс расщепления триацилглицеридов в жировых тканях называется липолизом. Липолиз осуществляется ферментами — триглицеридлипазой, диглицеридлипазой и моноглицеридлипазой. При действии этих ферментов происходит последовательный гидролиз триацилглицеридов с образованием жирных кислот и глицерина, которые окисляются в тканях до углекислоты и воды с освобождением энергии, частично аккумулируемой в богатых энергией фосфатных связях ATФ. Пути окисления глицерина и жирных кислот в тканях различны.

Бета — окисление жирных кислот происходит во многих тканях, но особенно интенсивно — в печени, легких, почках л сердце. Место окисления — матрикс митохондрий. Жирные кислоты с короткой углеродной цепью /4−10 атомов/ проникают прямо в митохондрии. Процесс бета — окисления жирных кислот включает следующие этапы:

• 1. образование двойной связи в процессе дегидрирования /при участии ФАД/;
• 2. гидратация двойной связи с образованием оксисоединений;
• 3. образование кетокислоты путем дегидрирования /при участии НАД/;
• 4. отщепление дикарбоновых соединений.

В результате этих реакций отщепляется активированная уксусная кислота /ацетил-коэнзим А/ от жирнокислотного производного, укороченного на два углеродных атома. Студент должен хорошо знать эти реакции. Напишите схему бета-окисления. Обратите внимание на энергетический баланс бета-окисления жирных кислот. При каждом цикле бета-окисления образуется одна молекула ФАД. Н₂ и одна молекула НАД. Н₂ — которые при окислении в дыхательной цепи дают; ФАД. Н₂ — две молекулы АТФ и НАД. Н₂ — три молекулы ATФ. Окисление одной молекулы ацетилкоэнзима, А / ацетил-КоА/ в цикле трикарбоновых кислот дает 12 молекул АТФ.

Ацетил — КоА служит исходным метаболитом трех метаболических путей;

• 1. окисление в цикле трикарбоновых кислот /Кребса/;
• 2. биосинтез жирных кислот;
• 3. образование мевалоновой кислоты и кетоновых тел.

Ознакомьтесь с этими процессами. Каково значение в этих процессах ацетил-КоА?

В организме происходит постоянный обмен липидов. Они откладываются в жировой ткани. Постепенно обновляются липидымембран клеток. Биосинтез жирных кислот происходит в цитоплазме. Источником образования структурных компонентов гангилиозидов в отдельных случаях служат глюкоза и аминокислоты. Нарисуйте схему образования жирных кислот из углеводов.

Какова роль фосфолипазы в обмене фосфолипидов? Фосфолипиды синтезируются в печени, тканях кишечника, почках, мышечной ткани и в меньшей мере в мозге. Значительную роль в биосинтезе фосфолипидов играют цитидиновые нуклеотиды. Синтез фосфолипидов в общем виде можно представить /на примере биосинтеза лецитина/ в виде пяти последовательных реакций. Напишите эти реакции.

Липидный обмен регулируется нейрогуморальным путем. Какие железы внутренней секреции влияют на обмен липидов? Какова роль инсулина в регуляции липидного обмена? Что такое кетоноурия?

ВОПРОСЫ ДЛЯ СAMOПРOBEРКИ.

• 1. Какова роль липидов в жизнедеятельности организмов?
• 2. Какие классы липидов Вы знаете?
• 3. Какие условия необходимы для переваривания жира?
• 4. В каком отделе пищеварительного тракта в основном происходит распад жиров?
• 5. Какое участие в процессах всасывания жирных кислот принимают желчные кислоты?
• 6. Напишите схему бета-окисления жирных кислот.
• 7. Как происходит биосинтез жиров?
• 8. Какое значение имеет в организме холестерин?
• 9. Как осуществляется процесс peгуляции обмена липидов?