Обмен и функции липидов
Липиды. Классификация. Функции. Потребность организма в липидах. Переваривание липидов. Ферменты, роль желчных кислот, значение кишечной стенки в переваривании липидов, регуляция секреции пищеварительного сока. Хиломикроны, строение, значение, метаболизм. Липолиз, ход реакций, регуляция, значение. Липогенез, ход реакция, регуляция, значение, тканевые особенности. Жировые депо, их значение Возрастные особенности переваривания липидов.
Простые липиды: сложные эфиры жирных кислот с различными спирами Глицериды (ацилглицерины, или ацилглицеролы) – сложные эфиры трехатомного спирта глицерина и высших жирных кислот. Воска: сложные эфиры высщих жирных кислот и одноатомных или двухатомных спиртов. Сложные липиды: сложные эфиры жирных кислот со спиртами, дополнительно содержащие и другие группы. Фосфолипиды: липиды, содержащие, помимо жирынх кислот и спирта, остаток фосфорной кислоты. В их состав часто входят и другие компоненты : глицерофосфолипиды сфинголипиды Гликолипиды. Стероиды. Другие сложные липиды: сульфолипиды, аминолипиды, липопротеины. Предшественники и производные липидов: жирные кислоты, глицерол, стеролы и прочие спирты, альдегиды жирных кислот, углеводороды, жирорастворимые витамины и гормоны.
Энергетическая функция (при окислении1 г жира выделяется около 9,3 ккал). Суточная потребность взрослого человека в липидах — 70-140 грамм. Резерв эндогенной воды (1 г жира при окислении дает 1,07 г воды). Жир необходим для всасывания жирорастворимых витаминов. Защитный барьер (от термических и механических повреждений) Функция теплоизоляции Защитная (амортизационная) Увеличения плавучести
Структурная функция Мембранная Избирательная проницаемость Участие в активном транспорте Упорядочение ферментативных цепей Биопотенциалы (в нейронах и митохондриях) Входят в состав рецепторов для гормонов и обеспечивают механизм усиления эффектов Регуляторная (стероидные гормоны, гормоны - производные ненасыщенных жирных кислот) Специфические функции Обеспечение устойчивости эритроцитов Ганглиозиды связывают токсины и яды
Слюна не содержит ферментов, расщепляющих жиры. В желудочном соке содержится желудочная липаза, но роль ее в гидролизе триглицеридов у взрослых людей невелика: в желудочном соке взрослого человека и других млекопитающих содержание липазы низкое. рН желудочного сока - около 1,5; оптимум действия липазы - 5,5–7,5. в желудке отсутствуют условия для эмульгирования триглицеридов, липаза расщепляет липиды, находящиеся в форме эмульсии.
В двенадцатиперстной кишке происходит нейтрализация попавшей в кишечник с пищей соляной кислоты желудочного сока бикарбонатами, содержащимися в панкреатическом и кишечном соках. Выделяющийся углекислый газ способствуют хорошему перемешиванию пищевой кашицы с пищеварительными соками. Н + + НСО 3 - → Н 2 СО 3 → Н 2 О + СО 2 ↑
Наиболее мощное эмульгирующее действие на жиры оказывают соли желчных кислот, попадающие в двенадцатиперстную кишку с желчью в виде натриевых солей. Большая часть желчных кислот конъюгирована с глицином или таурином. По химической природе желчные кислоты являются производными холановой кислоты. Желчные кислоты активируют панкреатическую липазу, эмульгируют жир, необходимы для всасывания продуктов переваривания жира
Холевая (3,7,12-триоксихолановая) Дезоксихолевая (3,12-диоксихолановая) Хенодезоксихолевая (3,7-диоксихолановая) Литохолевая (3α-оксихолановая) Аллохолевая Уреодезоксихолевая. Желчные кислоты присутствуют в желчи в конъюгированной c глицином или таурином форме, т.е. в виде: Гликохолевой, Гликодезоксихолевой, Гликохенодезоксихолевой Аурохолевой Тауродезоксихолевой Таурохенодезоксихолевой.
Гликопротеид с мол. массой 48 кДа и оптимум рН 8–9. Фермент расщепляет триглицериды в эмульгированном состоянии. Поступает в верхний отдел тонкой кишки в виде неактивной пролипазы. Превращение пролипазы в активную липазу происходит при участии желчных кислот и белка панкреатического сока – колипазы (мол. масса 10000). Колипаза своим гидрофобным доменом связывается с поверхностью мицеллы эмульгированного жира. Другая часть молекулы способствует формированию такой конформации панкреатической липазы, при которой активный центр фермента максимально приближен к своим субстратам - молекулам жиров, поэтому скорость реакции гидролиза жира резко возрастает. Липаза активируется и становится устойчивой к действию трипсина.
Моноглицеридная изомераза – фермент, катализирующий внутримолекулярный перенос ацила из β(2)-положения моноглицерида в α(1)-положение. В процессе переваривания пищевых жиров при участии этого фермента примерно треть β-моноглицерида превращается в α-моноглицерид. Поскольку эфирная связь в α-положении чувствительна к действию панкреатической липазы, последняя расщепляет большую часть α-моноглицеридов до конечных продуктов – глицерина и жирной кислоты. Меньшая часть α-моноглицеридов успевает всосаться в стенку тонкой кишки, минуя воздействие липазы.
Всасывание происходит в проксимальной части тонкой кишки. Тонкоэмульгированные жиры (величина жировых капель эмульсии не должна превышать 0,5 мкм) частично всасываются через стенки кишечника без предварительного гидролиза. Жирные кислоты с короткой углеродной цепью (менее 10 С) и глицерин свободно всасываются в кишечнике и поступают в кровь воротной вены, оттуда в печень, минуя какие-либо превращения в кишечной стенке. Жирные кислоты с длинной цепью и моноглицериды в просвете кишечника образуют с солями желчных кислот, фосфолипидами и холестерином устойчивые в водной среде мицеллы ( холеиновые комплексы ). Мицеллы целиком проникают в эпителиальные клетки ворсинок, где происходит распад жировых мицелл. В виде этих комплексов всасываются моно-, ди- и триглицериды. В эпителиальных клетках кишечника происходит ресинтез жира. Желчные кислоты сразу поступают в ток крови и через систему воротной вены попадают сначала в печень, а оттуда вновь в желчь.
Регуляция секреции пищеварительного сока При поступлении пищи в ЖКТ клетки слизистой оболочки тонкого кишечника начинают секретировать в кровь пептидный гормон холецистокинин (панкреозимин). Холецистокинин стимулирует сокращение жёлчного пузыря, индуцирует секрецию пищеварительных ферментов экзокринными клетками поджелудочной железы. Другие клетки слизистой оболочки тонкого кишечника в ответ на поступление из желудка кислого содержимого выделяют гормон секретин. Секретин - гормон пептидной природы, стимулирует секрецию бикарбоната (НСО 3 - ) в сок поджелудочной железы.
β-Моноглицерид + R-СО-S-KoA → Диглицерид + HS-KoA Диглицерид + R 1 -СО-S-KoA → Триглицерид + HS-KoA Все реакции катализируются ферментным комплексом – триглицерид-синтетазой, включающим в себя ацил-КоА-синтетазу, моноглицеридацилтрансферазу и диглицеридацилтрансферазу
ХМ содержат около 2% белка, 7% фосфолипидов, 8% холестерина и его эфиров и более 80% триглицеридов. Диаметр ХМ – 0,1-5 мкм. Основной апопротеин в составе ХМ - белок апоВ-48. ХМ не способны проникать из эндотелиальных клеток кишечника в кровеносные капилляры и диффундируют в лимфатическую систему кишечника, а из нее – в грудной лимфатический проток. Затем из грудного лимфатического протока ХМ попадают в кровяное русло, с их помощью осуществляется транспорт экзогенных триглицеридов, холестерина и частично фосфолипидов из кишечника через лимфатическую систему в кровь.
Расщепление триглицеридов 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 липазу в ответ на сосательные и глотательные движения (при кормлении грудью). Эта липаза получила название лингвальной. Активность лингвальной липазы не успевает «проявиться» в полости рта, и основным местом ее воздействия является желудок. Оптимум рН лингвальной липазы в пределах 4,0–4,5; он близок к величине рН желудочного сока у таких детей. Лингвальная липаза наиболее активно действует на триглицериды, содержащие жирные кислоты с короткой и средней длиной цепи, что характерно для триглицеридов молока. Особенности переваривания липидов у детей
В печень поступают продукты переваривания липидов пищи и 30% негидролизованных пищевых жиров. В печени происходят следующие процессы: Анаболические Липогенез (образование ТАГ) Синтез ФЛ (80%) Синтез холестерина (80% всего ХС синтезируется в печени), Синтез кетоновых тел ( только в печени) Синтез ЛП Синтез СЖК Липонеогенез Катаболические Липолиз β -окисление СЖК Окисление глицерина Окисление ХС до желчных кислот
Из общего количества жира в 10-12 кг, 2 кг распределено по различным неспециализированным в отношении депонирования липидов тканям (конституциональный жир). Остальной жир находится в адипоцитах. Половина – в подкожно-жировой клетчатке, другая – в сальниках и жировой ткани висцерального отдела тела. Жировая ткань у мужчин – 15-20% от массы тела, у женщин – 20-25%. Белый жир – источник энергии. Бурый жир выполняет термогенную функцию.
Синтез триглицеридов происходит из глицерина и жирных кислот и протекает через образование α-глицерофосфата (глицерол-3-фосфата) как промежуточного соединения в почках и стенках кишечника.
В печени – оба пути синтеза глицерол-3 фосфата
Ацил-КоА образуется при взаимодействии жирной кислоты с Н S- КоА с затратой АТФ под влиянием ацил-КоА-синтетазы.
Ингибируют липогенез: КА СТГ Йодтиронины АКТГ АДФ Активируют: Инсулин Эстрогены
