Катаболизм триацилглицеролов фосфолипидов стеридов

Незаменимые жирные кислоты

Незаменимые жирные кислоты являются обязательной составной частью сбалансированного пищевого рациона человека. В среднем, взрослый человек ежедневно получает 60–80 г жиров, в том числе несинтезируемых организмом. Потребность в них может изменяться в зависимости от возраста, уровня физической активности, погодных условий и других факторов.

Значение незаменимых жирных кислот

Незаменимые жирные кислоты играют важную роль в питании человека, обеспечивая энергию, участвуя в синтезе витаминов A, D, E и K. Они также способствуют сохранению вкусовых качеств пищи, а также ее готовки и хранения.

Витамин F

Некоторые полиненасыщенные жирные кислоты, такие как линолевая, линоленовая, арахидоновая, относятся к незаменимым жирным кислотам. Они считаются необходимыми для организма, так как не могут быть синтезированы внутри человеческого организма.

Окисление мононенасыщенных жирных кислот

Процесс окисления мононенасыщенных жирных кислот происходит подобно насыщенным жирным кислотам, но с некоторыми отличиями. Например, природные мононенасыщенные жирные кислоты имеют цис-конфигурацию, в то время как эфиры коэнзима А ненасыщенных жирных кислот имеют транс-конфигурацию.

Процесс окисления

При окислении до Δ3,4-ацил-КоА, мононенасыщенные жирные кислоты образуют промежуточный продукт, который отличается от того, что образуется в процессе β-окисления насыщенных жирных кислот.

Липиды: сложные органические вещества

Липиды – сложные органические вещества, не растворимые в воде, но растворимые в органических растворителях. Они играют важную роль в организме человека и являются неотъемлемой частью питания.

Классификация липидов

Простые липиды

Простые липиды представляют собой сложные эфиры жирных кислот с различными спиртами. В данную группу входят:

1. Ацилглицеролы – сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот
2. Стероиды – производные циклопентанпергидрофена. Основной стероид в организме человека – холестерол, а остальные стероиды являются его производными.
3. Воска – сложные эфиры высших жирных кислот и высших одноатомных или двухатомных спиртов.

Сложные липиды

Сложные липиды отличаются от простых тем, что содержат, помимо спирта и жирной кислоты, дополнительный углеводный компонент. Сюда относятся:

• Гликолипиды – с остатком фосфорной кислоты
• Фосфолипиды – содержащие остаток фосфорной кислоты

Гликолипиды

В группу гликолипидов входят:

1. Цереброзиды
2. Сульфатиды – сульфатированные цереброзиды, присутствующие в мембранах нейронов, миелиновых оболочках и белом веществе
3. Ганглиозиды, которые содержатся в ганглиозных клетках нервной ткани и участвуют в межклеточных контактах.

Фосфолипиды

Фосфолипиды подразделяются на:

1. Глицерофосфолипиды, основу которых составляет глицерол, среди которых:
   • фосфатидилхолин
   • фосфатидилсерин
   • фосфатидилэтаноламин
   • плазмалогены
2. Сфинголипиды, производные аминоспирта сфингозина, такие как сфингомиелин.

Биологическая роль липидов

1. Структурная – компоненты биомембран (сложные липиды).
2. Резервная – представлена триацилглицеролами (ТАГ).
3. Энергетическая – при окислении 1 г липидов выделяется 9,3 ккал энергии.
4. Регуляторная – включает стероидные гормоны и эйкозаноиды.
5. Питательная – незаменимые полиненасыщенные жирные кислоты в пище (эссенциальные).
6. Механическая – защита внутренних органов от механических повреждений.
7. Теплоизолирующая – защита организма от переохлаждения и перегревания.

Жирные кислоты

Жирные кислоты представляют собой углеводородные неразветвлённые цепи, содержащие карбоксильную группу на одном конце и метильную группу на другом. Они могут быть насыщенные (предельные) или ненасыщенные (непредельные). Ненасыщенные жирные кислоты могут быть:

1. Мононенасыщенные (моноеновые) – с одной двойной связью, например, олеиновая кислота
2. Полиненасыщенные (полиеновые) – с двумя и более двойными связями, такие как линолевая, линоленовая и арахидоновая кислоты.

Состав жирных кислот

Общее количество:

• Насыщенных кислот: 33-38%
• Ненасыщенных кислот: 42-58%

Состав жирных кислот подкожной жировой клетчатки (инсулинзависимые адипоциты) человека.

играет важную роль в клетках, атомы углерода которого используются в звеньях биомембран. гидролиз эфиров холестерина происходит в тонком кишечнике под действием холестеринэстеразы. гидролиз эфиров холестерина происходит в тонком кишечнике под действием холестеринэстеразы. продуктами гидролиза являются холестерол и жирные кислоты.продуктами гидролиза являются холестерол и жирные кислоты.

Таким образом, переваривание липидов в организме осуществляется за счет желчных кислот, которые помогают эмульгировать жиры, и липолитических ферментов, которые расщепляют нерастворимые в воде липиды на более доступные для усвоения компоненты. Важную роль в этом процессе играют гормоны, такие как холецистокинин и секретин, а также ферменты, включая панкреатическую липазу.

Таблица:

Основные моменты переваривания липидов:

1. Эмульгирование жира желчными кислотами.
2. Расщепление триацилглицеролов панкреатической липазой.
3. Гидролиз эфиров холестерина под воздействием холестеринэстеразы.

Исходя из этого, усвоение липидов важно для правильного функционирования организма и обеспечения его энергией. Следует следить за балансом жиров в рационе и учитывать факторы, влияющие на процесс переваривания липидов.

Абсорбция липидов в кишечнике

Простая диффузия

• Спирты
• Фосфаты
• Аминокислоты
• Короткоцепочные ВЖК (до 12 атомов углерода)
• Азотистые основания

Диффузия в комплексе с желчными кислотами

• Труднорастворимые продукты гидролиза
• Жирорастворимые витамины

Механизм ресинтеза жира в стенке кишечника

+ Инозит – ЦДФ
Фосфатидил-серин
Фосфатидил-этаноламин
Фосфатидил-инозит + серин

• ЦДФ
• СО2
• ЦТФ
• Н4Р2О7
• ЦДФ-диацилглицерид
• Фосфатидная кислота

Транспорт липидов в организме

• Липиды в водной среде нерастворимы
• Для транспорта образуются комплексы с белками (липопротеины)

Общая характеристика липопротеинов

• Гидрофобное ядро (ТАГ, эфиры холестерола)
• Гидрофильный слой на поверхности
• Апопротеины, фосфолипиды, холестерол

Разделение липопротеинов сыворотки крови

Хиломикроны (ХМ)

• Диаметр: 100-1000 нм
• Место образования: Энтероциты
• Основная функция: Транспорт экзогенных липидов, триглицериды, холестерин, фосфолипиды, апобелки
• Этапы образования и превращения: насцентные, зрелые, ремнантные

Липопротеины высокой плотности (ЛПВП)

• Диаметр: 7-15 нм
• Место образования: Энтероциты, Гепатоциты
• Основная функция: перенос ненасыщенных ЖК, холестерина, доноры апобелков, триглицериды, холестерин, фосфолипиды, апобелки

Липопротеины низкой плотности (ЛПНП)

• Диаметр: 21-100 нм
• Место образования: Гепатоциты
• Основная функция: перенос ненасыщенных ЖК и ПНЖК в составе эфиров ХС и ТГ, триглицериды, холестерин, фосфолипиды, апобелки

Липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) ЛПОНП Диаметр (нм)30-100 Место образованияГепатоциты (апоВ-100) Основная функция 1.Перенос насыщенных ЖК в составе эфиров ХС и ТГ (неполярная форма липидов) Триглицериды Холестерин Фосфолипиды Апобелки 65% 15% 10% В-100, С, Е

β-Окисление -путь катаболизма жирных кислот,-путь катаболизма жирных кислот, при котором от карбоксильного конца жирной кислотыпри котором от карбоксильного конца жирной кислоты отделяется по 2 атома углеродаотделяется по 2 атома углерода в виде ацетил-КоАв виде ацетил-КоА.

β-Окисление у β- углеродного атомареакции окисления жирной кислоты происходят у β- углеродного атома аэробных условияхβ-Окисление происходит только в аэробных условиях

Ацил-КоАсинтетазы Находятся в: 1.цитозоле клетки 2.матриксе митохондрий Отличаются по специфичности к жирным кислотам с различной длиной углеводородной цепи

Жирные кислоты с короткой и средней длиной цепи (от 4 до 12 атомов углерода)Жирные кислоты с короткой и средней длиной цепи (от 4 до 12 атомов углерода) проникают в митохондрии путём диффузии.проникают в митохондрии путём диффузии. Активация этих жирных кислот происходит в матриксе митохондрийАктивация этих жирных кислот происходит в матриксе митохондрий.

Жирные кислоты с длинной цепью (от 12 до 20 атомов углерода) активируютсяактивируются ацил-КоАсинтетазами, расположенными на мембране митохондрий Самостоятельно не проходят через мембрану митохондрийСамостоятельно не проходят через мембрану митохондрий

Биологическая роль β-окисления ВЖК синтез АТФ по механизму окислительного фосфорилирования

Формула для расчета энергетического эффекта окисления ВЖК количество АТФ = (n/2 x 17) – 6, где n- количество атомов углерода в цепи ВЖК

Формула для расчета количества циклов окисления ВЖК количество циклов = n/2 – 1, где n- количество атомов углерода в цепи ВЖК

Синтаза жирных кислот мультиферментный комплекс; 2 субъединицы (доменное строение); 7 каталитических центров + ацилпереносящий белок; удлиняет радикал жирной кислоты на 2 углеродных атома конечный продукт работы комплекса – пальмитиновая кислота.

Реакции, катализируемые синтазой жирных кислот: 1.перенос ацетильной группы ацетил-КоА на ферментный комплекс (ацетилтрансацилазный центр); 2.перенос остатка малонила от малонилКоА на ацилпереносящий белок (малонилтрансацилазный центр); 3.конденсация ацетильной группы с остатком малонила (кетоацилсинтазный центр) образуется радикал ацетоацетила; 4.восстановление радикала ацетоацетила (кетоацилредуктазный центр); 5.реакция дегидратации; 6.реакция восстановления (еноилредуктазный центр). Образуется остаток масляной кислоты; повторение циклов до образования пальмитиновой кислоты; 7. гидролитическое отщепление пальмитиновой кислоты от ферментного комплекса (тиоэстеразный центр).

Синтез жирных кислот из пальмитиновой кислоты (удлинение жирных кислот) происходит в эндоплазматическом ретикулуме; необходимы, НАДФН 2 ; жирные кислоты связаны с коферментом А; происходит связывание малонилКоА с пальмитиновой кислотой и последовательные реакции восстановления, дегидратации и восстановления с образованием стеариновой кислоты.

Образование двойных связей в радикалах жирных кислот (синтез моноеновых ВЖК) происходит в эндоплазматическом ретикулуме; ферменты – десатуразы; необходимы – молекулярный кислород, НАДН, цитохром b5, ФАД-зависимая редуктаза

Нахождение в природе

Состав некоторых масел и жиров по насыщенным и ненасыщенным типам жиров

Практически во всех маслах растительного происхождения преобладают ненасыщенные жиры. Некоторые сельскохозяйственные культуры, называемые масличными культурами, специально выращиваются в промышленных масштабах для получения растительного масла. К таким культурам в первую очередь относятся подсолнечник, рапс, оливковое дерево, авокадо, орехи и другие культуры. При использовании и переработке некоторых технических культур растительное масло является побочным продуктом, например масло из семян хлопчатника — хлопковое масло и масло из семян льна — льняное масло.

Несмотря на преобладание мононенасыщенных и полиненасыщенных жиров в растительных маслах, они также всегда содержат некоторую долю насыщенных жиров, например в подсолнечном масле доля насыщенных жиров составляет .

Транс-ненасыщенные жирные кислоты

Большинство природных жиров содержат ненасыщенные жирные кислоты с двойными связями в цис-конфигурации. Если пища, богатая такими жирами, долгое время находится в контакте с воздухом, она горчит. Этот процесс связан с окислительным расщеплением двойных связей, в результате которого образуются перекиси жирных кислот, альдегиды и карбоновые кислоты с меньшей молекулярной массой, часть из которых является летучими веществами.

Для того чтобы увеличить срок хранения и устойчивость к высоким температурам триглицеридов с ненасыщенными жирными кислотами применяют процедуру частичной гидрогенизации. Следствием этого процесса является превращение двойных связей в одинарные, однако побочным эффектом также может быть переход двойных связей из цис- в транс-конфигурацию. Употребление так называемых «транс-жиров» влечёт повышение содержания липопротеинов низкой плотности («плохой» холестерол) и снижение содержания липопротеинов высокой плотности («хороший» холестерол) в крови, что приводит к увеличению риска возникновения сердечно-сосудистых заболеваний, в частности коронарной недостаточности. Более того «транс-жиры» способствуют воспалительным процессам.

Роль ненасыщенных жиров в питании и влияние на здоровье

Наличие двойной связи незначительно уменьшает калорийность жиров. Но благодаря склонности к окислению ненасыщенные жиры при метаболизме в организме взаимодействуют с химически активными радикалами и перекисными соединениями, которые, по мнению многих медиков, могут провоцировать заболевания раком.

Насыщенные жиры менее подвержены окислению, поэтому в продовольственных продуктах длительного хранения при комнатной температуре в негерметизированной упаковке они предпочтительнее.

Роль полиненасыщенных жиров

Заболеваемость инсулинорезистентностью снижается при использовании диет с высоким содержанием мононенасыщенных жиров (особенно жиров с высоким содержанием олеиновой кислоты). В то же время диеты с высоким содержанием полиненасыщенных жиров (особенно больших количеств арахидоновой кислоты), а также насыщенных жиров (таких как арахидиновая кислота) увеличивает этот риск.

Влияние трансжиров на здоровье

Жиры, содержащие в заметном количестве трансненасыщенные жирные кислоты, называют трансжирами.

Примерно 30 % натуральных жиров превращаются в трансненасыщенные жиры. В Соединённых Штатах потребление трансненасыщенных жиров составляет от 2 до 4 % калорийности рациона. Чтобы снизить риск для здоровья, трансненасыщенные жиры (почти от общего потребления калорий) должны быть почти полностью исключены из рациона, было бы важно принять законодательные меры по сокращению их потребления по следующим 4 основным причинам:

Химическое строение ненасыщенных жиров

Пример молекулы ненасыщенного триглицерида (C55H98O6). Слева — остаток молекулы глицерина; справа сверху вниз — остатки молекул пальмитиновой кислоты, олеиновой кислоты, и альфа-линоленовой кислоты.

Двойная связь атомов углерода ограничивает вращение соседних атомов углерода вокруг них

Ненасыщенные жиры являются триглицеридами жирных кислот. Так как в молекуле триглицерида содержится три кислотных остатка, эти остатки могут быть как одинаковыми, так и разными.

Двойная связь между атомами углерода не допускает вращения вокруг неё, поэтому при наличии двойной связи в молекуле возможны пространственные изомеры — цис- и транс-конфигурации. В транс-конфигурации атомы водорода при атомах углерода двойной связи расположены по разные стороны от двойной связи. Примерами транс- и цис-изомера являются элаидиновая кислота (ненасыщенная жирная кислота, транс-изомер олеиновой кислоты которая имеет цис-конфигурацию). Транс-изомеры имеют более жёсткую пространственную структуру, поэтому температуры плавления таких жиров более высокие, так как в стереохимии двойной связи углеродные цепи принимают линейное строение, строение же цис-связи вызывает изгиб молекулы, тем самым исключая жёсткую пространственную структуру.

Олеиновая кислота,цис-изомер Элаидиновая кислота,транс-изомер

Большинство природных ненасыщенных жиров находятся в цис-конфигурации, например олеиновая кислота. Малая вязкость ненасыщенных жиров, входящих в виде фосфолипидов в липидную клеточную мембрану, придаёт ей эластичность.

Положение двойной связи в остатке жирной кислоты, входящем в молекулу ненасыщенного жира, иногда обозначается греческой буквой или словом «омега» c числом, указывающим на позицию первого атома углерода с двойной связью, считая от углеводородного хвоста молекулы (омега — последняя буква в греческом алфавите). Например, омега-6, омега-3,6,9, так, олеиновая кислота — это омега-9 мононенасыщенная кислота.

Наличие двойной связи в молекуле вещества придаёт ей повышенную химическую активность — присоединение химических радикалов по двойной связи и полимеризации с раскрытием двойной связи. Причём чем больше удельная доля двойных связей в жирах, тем более они склонны к окислению. Этим, в частности, объясняется окисление ненасыщенных жиров кислородом, что вызывает «прогоркание» со временем пищевого масла и «высыхание» масляных красок — образование прочной плёнки в результате окислительной полимеризации растительного масла, например льняного масла. Для ускорения «высыхания» в масло, применяемое для масляных красок добавляют ускорители окисления — сиккативы. Для сохранения от прогоркания в пищевые масла некоторые производители добавляют антиоксиданты — пищевые добавки Е300—Е399. Главным образом в качестве антиоксиданта в пищевых маслах используются производные токоферола — витамины группы Е.

Количество двойных связей в молекуле триглицерида аналитически определяют с помощью галогенирования — присоединения атомов галогена по двойной связи. Обычно применяют йодирование и степень ненасыщенности масла характеризуют иодным числом.

ПЕРЕВАРИВАНИЕ И ВСАСЫВАНИЕ ЛИПИДОВ

Расщепление триглицеридов в пищеварительном тракте

Слюна не содержит расщепляющих . Следовательно, в полости рта не подвергаются никаким изменениям. У взрослых людей проходят через желудок также без особых изменений. В желудочном соке содержится , получившая название желудочной, однако роль ее в пищевых триглицеридов у взрослых людей невелика. Во-первых, в желудочном соке взрослого человеа и других млекопитающих содержание крайне низкое. Во-вторых, рН желудочного сока далек от оптимума действия этого (оптимальное значение рН для желудочной 5,5–7,5). Напомним, что значение рН желудочного сока около 1,5. В-третьих, в желудке отсутствуют условия для эмульгирования тригли-церидов, а может активно действовать только на триглицериды, находящиеся в форме . Поэтому у взрослых неэмульгированные триглицериды, составляющие основную массу пищевого , проходят через желудок без особых изменений. Вместе с тем расщепление три-глицеридов в желудке играет важную роль в пищеварении у детей, особенно грудного возраста. Слизистая оболочка корня языка и примыкающей к нему области глотки ребенка грудного возраста секретирует собственную в ответ на сосательные и глотательные движения (при кормлении грудью). Эта получила название лингвальной. линг-вальной не успевает «проявиться» в полости рта, и основным местом ее воздействия является желудок. Оптимум рН лингвальной в пределах 4,0–4,5; он близок к величине рН желудочного сока у таких детей. Лингвальная наиболее активно действует на триглицериды, содержащие жирные кислоты с короткой и средней длиной цепи, что характерно для триглицеридов . Иными словами, – самый подходящий для этого . У взрослых лингвальной крайне низкая.

Расщепление триглицеридов в желудке взрослого человека невелико, но оно в определенной степени облегчает последующее переваривание их в кишечнике. Даже незначительное по объему расщепление триглицеридов в желудке приводит к появлению свободных жирных кислот, которые, не подвергаясь всасыванию в желудке, поступают в кишечник и способствуют там эмульгированию , облегчая таким образом воздействие на них панкреатического сока.

После того как химус попадает в двенадцатиперстную кишку, прежде всего происходит нейтрализация попавшей в кишечник с пищей желудочного сока бикарбонатами, содержащимися в панкреатическом и кишечном соках. Выделяющиеся при разложении бикарбонатов пузырьки способствуют хорошему пищевой кашицы с пищеварительными соками. Одновременно начинается эмульгирование . Наиболее мощное эмульгирующее действие на оказывают , попадающие в двенадцатиперстную кишку с желчью в виде натриевых . Большая часть конъюгирована с или таурином. По химической природе являются производными холановой кислоты:

представляют собой основной конечный продукт . В желчи человека в основном содержатся холевая (3,7,12-триоксихола-новая), дезоксихолевая (3,12-диоксихолановая) и хенодезоксихолевая (3,7-диоксихолановая) кислоты (все гидроксильные группы имеют α-конфигурацию и поэтому обозначены пунктирной линией):

Кроме того, в желчи человека в малых количествах содержатся лито-холевая (3α-оксихолановая) кислота, а также аллохолевая и уреодезокси-холевая кислоты – холевой и хенодезоксихолевой кислот. Как отмечалось, присутствуют в желчи в конъюгированной форме, т.е. в виде гликохолевой, гликодезоксихолевой, гли-кохенодезоксихолевой (около 2/3 – 4/5 всех желчных кислот) или таурохо-левой, тауродезоксихолевой и таурохенодезоксихолевой (около 1/5 – 1/3 всех желчных кислот) кислот. Эти соединения иногда называют парными , так как они состоят из двух компонентов – и или таурина. Соотношения между конъюгатами обоих видов могут меняться в зависимости от характера пищи: в случае преобладания в ней увеличивается относительное содержание глициновых конъюгатов, а при высокобелковой диете – тауриновых конъюгатов. Строение парных может быть представлено в следующем виде:

Считают, что только комбинация + ненасыщенная жирная кислота + моноглицерид придает необходимую степень эмульгирования . резко уменьшают на поверхности раздела жир/вода, благодаря чему они не только облегчают эмульгирование, но и стабилизируют уже образовавшуюся .

Известно, что основная масса пищевых глицеридов подвергается расщеплению в верхних отделах тонкой кишки при действии панкреатического сока. Этот был впервые обнаружен известным французским физиологом С. Bernard в середине прошлого века. Панкреатическая (КФ 3.1.1.3) является гликопротеидом, имеющим мол. массу 48000 (у человека) и оптимум рН 8–9. Данный расщепляет триглицериды, находящиеся в эмульгированном состоянии (действие на растворенные значительно слабее). Как и другие пищеварительные (пепсин, , химотрипсин), панкреатическая поступает в верхний отдел тонкой кишки в виде неактивной пролипазы. Превращение пролипазы в активную происходит при участии и еще одного панкреатического сока – колипазы (мол. масса 10000). Последняя присоединяется к пролипазе в молекулярном соотношении 2:1. Это приводит к тому, что становится активной и устойчивой к действию . Установлено, что основными продуктами расщепления триглицеридов при действии панкреатической являются β(2)-моноглицерид и жирные кислоты. катализирует эфирных связей в α(1), α'(3)-положениях, в результате чего и образуются β(2)-моноглицерид и две частицы (молекулы) жирной кислоты. На скорость катализируемого триглицеридов не оказывает существенного влияния ни степень ненасыщенности жирных кислот, ни длина ее цепи (от С12 до С18). триглицеридов при участии панкреатической можно изобразить в виде следующей схемы:

В панкреатическом соке наряду с содержится моноглицеридная – , катализирующий внутримолекулярный перенос ацила из β(2)-положения моноглицерида в α(1)-положение. В процессе переваривания пищевых при участии этого примерно треть β-моноглицерида превращается в α-моноглицерид. Поскольку эфирная связь в α-положении чувствительна к действию панкреатической , последняя расщепляет большую часть α-моноглицеридов до конечных продуктов – и жирной кислоты. Меньшая часть α-моноглице-ридов успевает всосаться в стенку тонкой кишки, минуя воздействие .

Всасывание триглицеридов и продуктов их расщепления. Всасывание происходит в проксимальной части тонкой кишки. Тонкоэмульгированные (величина жировых капель не должна превышать 0,5 мкм) частично могут всасываться через стенки кишечника без предварительного . Основная часть всасывается лишь после расщепления его панкреатической на жирные кислоты, моноглицериды и . Жирные кислоты с короткой углеродной цепью (менее 10 углерода) и , будучи хорошо растворимыми в , свободно всасываются в кишечнике и поступают в кровь воротной вены, оттуда в печень, минуя какие-либо превращения в кишечной стенке.

Более сложно происходит всасывание жирных кислот с длинной углеродной цепью и моноглицеридов. Этот процесс осуществляется при участии желчи и главным образом , входящих в ее состав. В желчи , и содержатся в соотношении 12,5:2,5:1,0. Жирные кислоты с длинной цепью и моноглицериды в просвете кишечника образуют с этими соединениями устойчивые в водной среде . Структура такова, что их гидрофобное ядро (жирные кислоты, моноглицериды и др.) оказывается окруженным снаружи гидрофильной оболочкой из и . примерно в 100 раз меньше самых мелких эмульгированных жировых капель. В составе высшие жирные кислоты и моноглицериды переносятся от места к всасывающей поверхности кишечного . Относительно механизма всасывания жировых единого мнения нет. Одни исследователи считают, что в результате так называемой мицеллярной , а возможно, и пиноцитоза целиком проникают в эпителиальные ворсинок, где происходит распад жировых . При этом сразу поступают в ток крови и через систему воротной вены попадают сначала в печень, а оттуда вновь в желчь. Другие исследователи допускают возможность перехода в ворсинок только липидного компонента жировых . , выполнив свою физиологическую роль, остаются в просвете кишечника; позже основная масса их всасывается в кровь (в подвздошной кишке), попадает в печень и затем выделяется с желчью. Таким образом, все исследователи признают, что происходит постоянная циркуляция между печенью и кишечником. Этот процесс получил название печеночно-кишечной (гепатоэнтеральной) циркуляции. С помощью метода было показано, что в желчи содержится лишь небольшая часть (10–15% от общего количества), вновь синтезированных печенью. Таким образом, основная масса (85–90%) – это , реабсорбирован-ные в кишечнике и повторно секретируемые в составе желчи. Установлено, что у человека общий пул составляет примерно 2,8–3,5 г, при этом они совершают 6–8 оборотов в сутки.

Всасывание липидов в тонком кишечнике

Расщепление и всасывание фосфолипидов и холестерина. Подавляющая часть содержимого тонкой кишки приходится на фосфати-дилхолин (лецитин), основная масса которого поступает в кишечник с желчью (11–12 г/сут) и меньшая часть (1–2 г/сут) – с пищей. Существует две точки зрения относительно судьбы поступивших в тонкую кишку экзогенных и эндогенных . Согласно одной из них, и те, и другие подвергаются в кишечнике атаке со стороны А2, катализирующей сложноэфирной связи в β-положении. В результате катализируемой А2 реакции глицерофосфолипиды расщепляются с образованием и жирной кислоты. может подвергаться расщеплению при действии другого панкреатического сока – лизофосфолипазы. В результате из лизолецитина освобождается последняя частица жирной кислоты и образуется глицерофосфохолин, который хорошо растворяется в водной среде и всасывается из кишечника в кровь. Сторонники другой точки зрения считают, что «желчного» (более точно печеночного) происхождения в отличие от пищевых не подвергаются воздействию А2. Следовательно, функция «желчных» исключительно связана с гепатоэнтеральной циркуляцией желчи: с желчью они поступают в кишечник, с участвуют в мицеллярной солюбили-зации и вместе с ними возвращаются в печень. Таким образом, существует как бы два пула в кишечнике: «желчный», защищенный от действия А2, и «пищевой», подверженный ее действию. Пока трудно объяснить причину существования двух пулов и их различное отношение к действию фосфоли-пазы А2. В зависимости от пищи взрослого человека получает ежедневно 300–500 мг , содержащегося в пищевых продуктах частично в свободном (неэстерицифицированном) виде, частично в виде эфиров с жирными кислотами. Эфиры расщепляются на и жирные кислоты особым панкреатического и кишечного соков – гидролазой эфиров , или холестеролэстеразой (КФ 3.1.1.13). В тонкой кишке происходит всасывание , источником которого являются:

– пищи (0,3–0,5 г/сут; у вегетарианцев значительно меньше); – желчи (ежедневно с желчью выделяется 1–2 г эндогенного неэстерифицированного холестерина);

– , содержащийся в слущенном пищеварительного тракта и в кишечных соках (до 0,5 г/сут).

В общей сложности в кишечник поступает 1,8–2,5 г эндогенного и экзогенного . Из этого количества около 0,5 г выделяется с фекалиями в виде восстановленного продукта – копростерина и очень небольшая часть в виде окисленных продуктов – холестенона и др. И , и происходят в толстой кишке под воздействием микробной флоры. Основная часть в неэстерифицированной форме подвергается всасыванию в тонкой кишке в составе смешанных жировых , состоящих из , жирных кислот, моноглицеридов, и лизофосфолипидов.

Ресинтез липидов в кишечной стенке. Триглицериды. По современным представлениям, ресинтез триглицеридов происходит в эпителиальных (энтероцитах слизистой оболочки ворсинок тонкой кишки) двумя путями. Первый путь – β-моноглицеридный. Долгое время этот путь считался единственным. Суть его состоит в том, что β-моноглицериды и жирные кислоты, проникающие в процессе всасывания в эпителиальные кишечной стенки, задерживаются в гладком эндоплазматическом рети-кулуме . Здесь из жирных кислот образуется их активная форма – ацил-КоА и затем происходит β-моноглицеридов с образованием сначала диглицеридов, а затем триглицеридов:

Ресинтез триацилглицеринов из продуктов расщепления происходит в клетках слизистой кишечника:

Транспорт ресинтезированного жира через лимфатическую систему и кровоток возможен только после включения его в состав липопротеинов.

Все реакции катализируются ферментным комплексом – триглицерид-синтетазой, включающим в себя ацил-КоА-синтетазу, моноглицеридацил-трансферазу и диглицеридацилтрансферазу.

Второй путь ресинтеза триглицеридов протекает в шероховатом эндо-плазматическом ретикулуме эпителиальных и включает следующие реакции:

1. образование активной формы жирной кислоты – ацил-КоА при участии ацил-КоА-синтетазы;

2. образование α-глицерофосфата при участии глицеролкиназы;

3. превращение α-глицерофосфата в фосфатидную кислоту при участии глицерофосфат-ацилтрансферазы;

4. превращение фосфатидной кислоты в диглицерид при участии фос-фатидат-фосфогидролазы;

5. диглицерида с образованием триглицерида при участии диглицеридацилтрансферазы.

Как видно, первая и последняя реакции повторяют аналогичные реакции β-моноглицеридного пути. Установлено, что α-глицерофосфатный путь ресинтеза (триглицеридов) приобретает значение, если в эпителиальные слизистой оболочки тонкой кишки поступили преимущественно жирные кислоты. В случае, если в стенку кишки поступили жирные кислоты вместе с β-моноглицеридами, запускается β-моногли-церидный путь. Как правило, наличие в эпителиальных избытка β-моноглицеридов тормозит протекание α-глицерофосфатного пути.

Липиды в диете человека

Суточная потребность взрослого человека в липидах — 70—145 граммов.

БИОСИНТЕЗ НАСЫЩЕННЫХ ЖИРНЫХ КИСЛОТ

В настоящее время в достаточной степени изучен механизм жирных кислот в животных и человека, а также катализирующие этот процесс ферментные системы. Синтез жирных кислот протекает в . В в основном происходит удлинение существующих цепей жирных кислот. Установлено, что в печеночных синтезируется (16 углеродных атомов), а в этих из уже синтезированной в или из жирных кислот экзогенного происхождения, т.е. поступающих из кишечника, образуются жирные кислоты, содержащие 18, 20 и 22 углеродных .

Иными словами, митохондриальная система жирных кислот, включающая несколько модифицированную последовательность реакций β-окисления, осуществляет только удлинение существующих в среднецепочечных жирных кислот, в то время как полный из ацетил-КоА активно протекает в цитозоле, т.е. вне , по совершенно другому пути.

Внемитохондриальная система биосинтеза de novo жирных кислот (липогенез). Эта система находится в растворимой (цитозольной) фракции многих органов, в частности печени, почек, мозга, легких, молочной железы, а также в жировой жирных кислот протекает с участием НАДФН, (в качестве источника СО является ацетил-КоА, конечным продуктом – . Потребности в кофакторах процессов и β-окисления жирных кислот значительно различаются.

Как отмечалось, строительным блоком для синтеза жирных кислот в цитозоле служит ацетил-КоА, который в основном поступает из . Было выявлено, что стимулирует синтез жирных кислот в цитозоле . Известно также, что образующийся в в процессе окислительного пирувата и жирных кислот ацетил-КоА не может диффундировать в цито-золь , так как митохондриальная непроницаема для данного

. Поэтому вначале внутримитохондриальный ацетил-КоА взаимодействует с оксалоацетатом, в результате чего образуется . Реакция катализируется цитрат-синтазой. Образовавшийся переносится через в цитозоль при помощи специальной трикарбоксилаттранспортирующей системы.

В цитозоле реагирует с HS-KoA и , вновь распадаясь на ацетил-КоА и оксалоацетат. Эта реакция катализируется АТФ-цитрат-лиа-зой. Уже в цитозоле оксалоацетат при участии цитозольной малатдегидро-геназы восстанавливается до малата. Последний при помощи дикарбокси-латтранспортирующей системы возвращается в митохондриальный мат-рикс, где окисляется до оксалоацетата, завершая тем самым так называемый челночный цикл:

Существует еще один путь переноса внутримитохондриального аце-тил-КоА в цитозоль – с участием . Как отмечалось, кар-нитин играет роль переносчика ацильных групп из цитозоля в при жирных кислот. По-видимому, он может выполнять эту роль и в обратном процессе, т.е. в переносе ацильных радикалов, в том числе радикала, из в цитозоль . Однако, когда речь идет о синтезе жирных кислот, данный путь переноса ацетил-КоА не является главным.

Образование малонил-КоА. Первой реакцией жирных кислот является ацетил-КоА, для чего требуются бикарбонат, . Катализирует эту реакцию содержит в качестве простетической группы . Авидин – угнетает эту реакцию, как и синтез жирных кислот в целом. Установлено, что ацетил-КоА-карбоксилаза состоит из переменного числа одинаковых субъединиц, каждая из которых содержит , биотинкарбоксилазу, карбоксибиотинпереносящий , транскарбоксилазу, а также регуляторный ал-лостерический центр, т.е. представляет собой полиферментный комплекс. Реакция протекает в два этапа: I – и II – перенос карбоксильной группы на ацетил-КоА, в результате чего образуется малонил-КоА:

Малонил-КоА представляет собой первый специфический продукт жирных кислот. В присутствии соответствующей ферментной системы малонил-КоА быстро превращается в жирные кислоты. Энзиматические системы, осуществляющие синтез жирных кислот, называются жирно-кислотными . Они широко встречаются в природе и могут быть изолированы из различных одноклеточных , растений и животных . Жирно-кислотные делятся на 2 группы. К первой группе относятся полиэнзимные, не поддающиеся фракционированию комплексы с мол. м. порядка 500000, в которых все индивидуальные собраны в компактную структуру. В частности, в эту группу входят жирно-кислотные животных и дрожжей. Вторая группа включает жирно-кислотные , из которых отдельные могут быть выделены методами белкового фракционирования. Такие встречаются у ряда (в частности, у E.coli) и растений. Иными словами, в этих случаях все индивидуальные синтетазной системы находятся в виде автономных . Мультиферментный комплекс, называемый (синтазой) жирных кислот, состоит из 6 , связанных с так называемым ацилпереносящим (АПБ). Этот относительно термостабилен, имеет две свободные HS-группы (цистеина и фосфопантетеинового остатка, присоединенного к ОН-группе серина) и вовлекается в процесс синтеза практически на всех его этапах. Мол. масса АПБ составляет около 10000. Данный в синтетазной системе выполняет роль КоА. Заметим, что в животных не удалось обнаружить свободного АПБ, подобного микробному. Из печени выделен полиэнзимный комплекс, содержащий все , необходимые для синтеза жирных кислот. комплекса настолько прочно связаны друг с другом, что все попытки изолировать их в индивидуальном виде не увенчались успехом. Приводим последовательность реакций, происходящих при синтезе жирных кислот:

Далее цикл реакций повторяется. Допустим, что идет синтез (С16). В этом случае образованием бутирил-АПБ завершается лишь первый из 7 циклов, в каждом из которых началом является присоединение малонил-АПБ к карбоксильному концу растущей цепи жирной кислоты. При этом отщепляется карбоксильная группа малонил-АПБ в виде СО2. Например, образовавшийся в первом цикле бутирил-АПБ взаимодействует с малонил-АПБ:

Завершается синтез жирной кислоты отщеплением HS-АПБ от ацил-АПБ под влиянием деацилазы. Например:

Суммарное уравнение синтеза можно записать так:

Или, учитывая, что на образование одной малонил-КоА из ацетил-КоА расходуются одна и одна СО2, которая затем отщепляется, суммарное уравнение можно представить в следующем виде:

Основные этапы жирных кислот можно представить в виде схемы:

Синтез высших жирных кислот

По сравнению с β-окислением жирных кислот имеет ряд характерных особенностей: синтез жирных кислот в основном осуществляется в цитозоле , а – в ; участие в процессе жирных кислот малонил-КоА, который образуется путем связывания СО2 (в присутствии биотин-фермента и АТФ) с ацетил-КоА; на всех этапах синтеза жирных кислот принимает участие ацилпереносящий (HS-АПБ); при образуется D(–)-изомер 3-гидроксикис-лоты, а не L(+)-изомер, как это имеет место при β-окислении жирных кислот; необходимость для синтеза жирных кислот НАДФН. Последний в частично (на 50%) образуется в реакциях пентозофосфатного цикла, частично – в других реакциях, в частности в реакциях:

Образование ненасыщенных жирных кислотЭлонгация жирных кислот. В отличие от растительных животных обладают весьма ограниченной способностью превращать насыщенные жирные кислоты в ненасыщенные.

Установлено, что две наиболее распространенные мононенасыщенные жирные кислоты – пальмитоолеиновая и олеиновая – синтезируются из пальмитиновой и .

Эти превращения протекают в микросомах печени и жировой при участии молекулярного , восстановленной системы пиридиновых и b5. Превращению подвергаются только активированные формы пальмитиновой и . , участвующие в этих превращениях, получили название деса-тураз.

Наряду с десатурацией жирных кислот (образование двойных связей) в микросомах происходит и их удлинение (элонгация), причем оба эти процесса могут сочетаться и повторяться. Удлинение цепи жирной кислоты происходит путем последовательного присоединения к соответствующему ацил-КоА двууглеродных фрагментов при участии малонил-КоА и НАДФН. Энзиматическая система, катализирующая удлинение жирных кислот, получила название элонгазы. На схеме представлены пути превращения в реакциях десатурации и .