Обмен холестерина Кетоновые тела Нарушения липидного обмена Биологические мембраны

План лекции Ацетил-КоА, источники, пути использования Обмен холестерина Источники холестерина Биологическая роль Биосинтез холестерина Выведение холестерина Кетоновые тела, биосинтез кетоновых тел Нарушения липидного обмена Нарушения обмена холестерина Жировое перерождение печени Ожирение Нарушение обмена липопротеинов Болезни накопления липидов (липидозы) Биологические мембраны, строение, роль Перекисное окисление липидов (ПОЛ)

Ацетил-КоА, источники, пути использования

Источники холестерина 1. Экзогенный холестерин: 0,3 – 0,5 г/сут. 2. Эндогенный холестерин: 0,3 – 0,5 г/сут

Переваривание экзогенного холестерина Холестерин поступает с пищей в виде свободного или связанного (в виде холестерина) Свободный холестерин в ЖКТ не переваривается Связанный холестерин переваривается в тонком кишечнике по следующей схеме Холестерид холестролэстераза холестерин + ВЖК Холестерин всасывается в тонком кишечнике в виде холеиновых комплексов Холеиновые комплексы – соединения холестерина и желчных кислот

Транспортные формы холестерина ЛПНП (β-липопротеины) ЛПОНП (пре-β-липопротеины) ЛПНП+ЛПОНП Атерогенные липопротеины

Биосинтез холестерина За сутки синтезируется 0,3 – 0,5 г эндогенного холестерина: 80% в печени 10 % в клетках кишечника 5 % в коже Условно в биосинтезе холестерина можно выделить 3 стадии: Превращение Ацетил-КоА в мевалоновую кислоту Образование из мевалоновой кислоты сквалена Циклизация сквалена в холестерин

Образование мевалоновой кислоты

Регуляция биосинтеза холестерина Биосинтез холестерина регулируется по принципу отрицательной обратной связи: чем больше в организм человека поступает экзогенного холестерина, тем меньше синтезируется эндогенного. Лимитирующей скорость биосинтеза холестерина в организме является ОМГ-КоА-редуктазная реакция, она необратимая. Экзогенный холестерин угнетает фермент ОМГ-КоА-редуктазу.

Выведение холестерина Ежедневно из организма человека выводится около 1,0 г холестерина: Около 50 % с калом в виде желчных кислот Около 50 % с калом в виде копростанола, который образуется в толстом кишечнике под воздействием микрофлоры 0,1 г/сут сальными железами

Общая схема обмена холестерина в организме

Кетоновые тела

Биосинтез идет в печени. Биороль энергетический материал для мышц, почек, миокарда.

Биосинтез кетоновых тел

В крови здорового человека кетоновые тела содержатся в очень небольших концентрациях. Кетонемия – повышение уровня кетоновых тел в крови (голодание, сахарный диабет). При этом скорость образования кетоновых тел превышает способность периферических тканей их утилизировать. Кетонурия – появление кетоновых тел в моче вследствие кетонемии.

Нарушения липидного обмена 1. Нарушения обмена холестерина Атеросклероз Атеросклероз – накопление холестерина и его эфиров в интиме сосудов. (В первую очередь артерий). Начальным, пусковым механизмом развития атеросклероза является проникновение атерогенных липопротеинов (ЛПОНП и ЛПНП) через эндотелий сосудов в субэндотелиальное пространство.

Лабораторный контроль атеросклероза осуществляется по следующим показателям: Гиперхолестеринемия; Увеличение содержания атерогенных липопротеинов (ЛПНП+ЛПОНП) Рост коэффициента атерогенности больше 4 ЛПНП+ЛПОНП ЛПВП (в норме этот показатель меньше 4) Снижение содержания антиатерогенных липопротеинов (ЛПВП); Снижение содержания фосфолипидов

2. Жировое перерождение печени Из-за недостатка холина, метионина, незаменимых ВЖК, витаминов В 3 и В 6 может возникнуть метаболический блок образования фосфолипидов и, как следствие, липопротеинов плазмы крови. Это приводит к увеличению содержания свободных ВЖК в крови, их постепенному накоплению в тканях, в особенности в печени. При этом печень теряет свою основную функцию – обезвреживающую.

3. Ожирение – чрезмерное накопление нейтрального (резервного) жира. Причины: Чрезмерное питание, в особенности углеводами; Эндокринные заболевания; Наследственная патология

4. Нарушение обмена липопротеинов Наследственные заболевания, приводящие к гиперлипопротеинемии или гиполипопротеинемии Гиперлипопротеинемии: I тип. Гиперхиломикронемия. Характеризуется медленным выведением ХМ, которые постепенно накапливаются в крови. Резко увеличивается в крови концентрация триглицеридов.

II тип. Гипер-β-гипопротеинемия. IIа – характеризуется увеличением в крови преимущественно ЛПНП IIб – характеризуется одновременным увеличением в крови ЛПНП и ЛПОНП. При этом типе значительно возрастает концентрация холестерина в крови, что увеличивает вероятность развития атеросклероза

III тип. Дис-β-гипопротеинемия. Характеризуется появлением в крови липопротеинов с необычно высоким содержанием холестерина. Такие липопротеины накапливаются в крови вследствие нарушения превращения ЛПОНП в ЛПНП IV тип. Гиперпре- β-гипопротеинемия. Характеризуется значительным ростом ЛПОНП при нормальном содержании в крови ЛПНП. При этом уровень холестерина повышен незначительно. V тип. Гиперпре- β-гипопротеинемия и хиломикронемия. Характеризуется одновременным ростом в крови содержания ЛПОНП и ХМ

Болезни накопления липидов (Липидозы) Сфинголипидозы – в тканях, в особенности в нервной, накапливаются сфинголипиды. При этом нарушен распад запасаемых липидов, тогда как скорость биосинтеза сфинголипидов сравнима со скоростью биосинтеза их у здоровых людей

Биологические мембраны Вязкие, пластичные структуры, окружающие все живые клетки Мембраны обладают избирательной проницаемостью и являются барьером, с помощью которого поддерживается различный химический состав вне- и внутриклеточной среды. В мембранах локализованы ферменты, обеспечивающие ответ на нервное возбуждение и ферменты, участвующие в преобразовании энергии в клетке.

Строение биологической мембраны

Химический состав мембран Фосфолипиды 1. Липиды (~50 %) Холестерин Поверхностные (рецепторные) 2. Белки (~50 %) Интегральные 3. Углеводы (до 10 %) в плазматических мембранах представлены производными моно- и дисахаридов

В различных мембранах различное соотношение белки/липиды Мембрана миелинового волокна – 0,23 Мембрана эритроцита – 1,1 Мембрана саркоплазматического ретикулума – 2,0 Внутренняя митохондриальная мембрана – 3,2

Факторы, определяющие скорость диффузии веществ через мембраны Трансмембранный концентрационный градиент веществ; Трансмембранная разность электрических потенциалов; Коэффициент проницаемости мембраны для данного вещества; Градиент гидростатического давления на мембране; Температура.

Перекисное окисление липидов (ПОЛ) ПОЛ – цепная реакция, обеспечивающая расширенное воспроизводство свободных радикалов, которые инициируют дальнейшее распространение ПОЛ. R* + O 2 ROO* + RH ROOH + R* и т.д.

Повреждающее действие на липиды мембран оказывают свободные радикалы (ROO*, RO*, OH*), которые образуются под действием активных форм кислорода ОН* – гидроксильный радикал; Оˉ 2 – супероксид анион Н 2 О 2 – гидроперекись Наиболее чувствительны к действию активных форм кислорода полиеновые жирные кислоты, локализованные преимущественно в фосфолипидах биологических мембран

Механизмы токсического действия ПОЛ В клетке возрастает концентрация Са ++. При этом Na + и Н 2 О поступают в клетку и субклеточное пространство, что приводит к набуханию и разрушению клетки. Свободные радикалы проникая в ядро и митохондрии клетки повреждают молекулы ДНК, что может привести к мутациям. Образующийся при ПОЛ малоновый диальдегид вызывает в мембранах денатурацию белков.

Регулирование процессов ПОЛ Используются антиоксиданты, вещества, снижающие повреждающий эффект ПОЛ на биологические мембраны и уменьшающие скорость инициации данной реакции Ферменты (каталаза, пероксидаза, супероксиддисмутаза); Витамины (Е – токоферол, С – аскорбиновая кислота) Провитамины (каротин) Фенолы. Ароматические амины

Спасибо за внимание!