Липиды

жирных кислот
Синтез триацилглицеринов
Синтез фосфолипидов
Кетоновые тела
Биосинтез холестерина
Гормональная регуляция мобилизации липидов
Атеросклероз
Липопротеинемии

Обмен липидов

ацетоне, бензоле и т.д.)
· Наличие в их молекулах высших алкильных

радикалов
· Построение молекул по типу сложных эфиров, с участием разных жирных кислот и спиртов

Липиды – это большая группа органических
соединений, для которых характерны
следующие особенности:

на генерирование тепла за счет выделения энергии расходуются все те

же липиды
Защитная (механическая) функция – подкожно-жировая клетчатка
Источник эндогенной воды – при окислении 100 г липидов образуется 107 г воды
Функция естественных растворителей-
всасывание в кишечнике незаменимых жирных кислот и жирорастворимых витаминов.

двойных или тройных связей

Мононенасыщенные - имеют одну двойную связь

Полиненасыщенные - имеют две, три и более двойных или тройных связей

Функции триацилглицеринов

Нейтральный жир - основной энергоресурс организма. Для
того чтобы запасти 10 ккал энергии, достаточно отложить
всего 1,3 г жира
Триацилглицерины человека содержат жирные кислоты с
четным числом атомов углерода. В них широко
представлены мононенасыщенные жирные кислоты, при
этом преобладает олеиновая кислота
15-20% нейтрального жира распределено в виде включений
по различным тканям (конституциональный жир), остальной
жир находится в адипоцитах

более чем 40 дней
Клетка миокарда для своих энергетических нужд

используют
в основном жирные кислоты.
Скопления нейтрального жира выполняют дополнительную
защитную функцию - теплосберегающую,
электроизоляционную, механическую

многоатомных спиртов глицерина
(глицерофосфолипиды) либо сфингозина
(сфингофосфолипиды) с высшими жирными и фосфорной

кислотой. В их структуре
находятся еще и азотистые основания
(аминокислота серин или аминоспирты -
холин и этаноламин)

бислой, на
поверхности липопротеиновых частиц
представлены монослоем
ФЛ в кооперации с холестерином и

мембранными
белками выполняют барьерную функцию и
регулируют процессы активного переноса веществ
ФЛ регулируют вязкость биологических мембран,
отвечают за стабильность мембран, участвуют в
проведении нервного импульса

в коагулогических реакциях, в процессах клеточной пролиферации и регенерации тканей,

в иммунном ответе.
Являются предшественниками биологически активных соединений – эйкозаноидов.

образующиеся в результате соединения липидов с углеводами. В молекулах гликолипидов

есть полярные «головы» (углевод) и неполярные «хвосты» (остатки жирных кислот). Благодаря этому гликолипиды (вместе с фосфолипидами) входят в состав клеточных мембран.
Гликолипиды широко представлены в тканях, особенно в нервной ткани, в частности в ткани мозга. Они локализованы преимущественно на наружной поверхности плазматической мембраны, где их углеводные компоненты входят в число других углеводов клеточной поверхности.

к производным алифатических аминоспиртов. Они играют важную роль в передаче

клеточного сигнала и в клеточном распознавании. Особенно богата сфинголипидами нервная ткань.

(например, с жирной кислотой). При этом несколько возможных радикалов связаны

со сфингозином за счёт эфирной связи. Простейший представитель сфинголипидов — церамид.

это наиболее простые сфинголипиды. Они содержат только сфингозин, соединённый с

жирнокислотным ацильным остатком.
Сфингомиелины содержат заряженную полярную группу, такую как фосфохолин или фосфоэтаноламин.
Гликосфинголипиды содержат церамид, этерифицированный по 1-гидрокси-группе остатком сахара. В зависимости от сахара гликосфинголипиды подразделяются на цереброзиды и ганглиозиды.
Цереброзиды содержат в качестве остатка сахара глюкозу или галактозу.
Ганглиозиды содержат трисахарид, причём один из них всегда сиаловая кислота.

Стероиды образуются в природе из изопреноидных предшественников. Особенностью строения стероидов

является наличие конденсированной тетрациклической системы гонана (прежнее название — стеран). Ядро гонана в стероидах может быть насыщенным или частично ненасыщенным, содержать алкильные и некоторые функциональные группы — гидроксильные, карбонильные или карбоксильную[1].
В регуляции обмена веществ и некоторых физиологических функций организма участвуют стероидные гормоныВ регуляции обмена веществ и некоторых физиологических функций организма участвуют стероидные гормоны. Ряд синтетических гормонов, например, преднизолон, по действию на организм превосходят природные аналоги. В группу стероидов входят содержащиеся в организме человека стероидный спирт холестерин холестерин, а также жёлчные кислоты холестерин, а также жёлчные кислоты — соединения, имеющие в боковой цепи карбоксильную группу, например, холевая кислота.
К стероидам относятся также сердечные гликозидыК стероидам относятся также сердечные гликозиды — вещества растительного происхождения (из наперстянкиК стероидам относятся также сердечные гликозиды — вещества растительного происхождения (из наперстянки, строфантаК стероидам относятся также сердечные гликозиды — вещества растительного происхождения (из наперстянки, строфанта, ландышаК стероидам относятся также сердечные гликозиды — вещества растительного происхождения (из наперстянки, строфанта, ландыша), регулирующие сердечную деятельность. В гликозидах стероидный фрагмент соединен гликозидной связью с олигосахаридом[2].
Стероидогенез — биологический процесс, при котором стероиды образуются из холестерина и превращаются в другие стероиды.

от 0,2 до 0,5 г
В организме ежедневно синтезируется более

1 г
Все клетки организма содержат его в составе своих
мембран и теоретически способны его
синтезировать. Общее количество холестерина в
теле человека огромно - более 300 г
Холестерин в связанной с жирными кислотами
форме содержится в надпочечниках, гонадах (83%),
в плазме крови (70%). В остальных тканях - в
основном в свободном виде

барьерной функции мембран

влияет на активность мембранных ферментов

избыток холестерина в цитоплазматической

мембране затрудняет работу кальциевых насосов

половых
гормонов, витамина Д
окисляясь, превращается в желчные
кислоты и выводится из организма
недостаток

холестерина в организме
способствует повышенному риску развития опухолевых и вирусных заболеваний

нековалентных связях
Частицы ЛП имеют сферическую форму и состоят
из

гидрофильной оболочки и гидрофобного ядра
Гидрофобное ядро представлено неполярными
триацилглицеринами и эфирами холестерина
Гидрофильная оболочка - это верхний мозаичный
монослой, состоящий из фосфолипидов,
свободного холестерина и апопротеинов
Гидрофильная оболочка обеспечивает
растворимость ЛП и определяет пути метаболизма и судьбу каждого ЛП (благодаря апопротеинам)

крупной капли липидов образуется 10/12 мелких капель
Гидролиз липидов – под

влиянием ферментов (панкреатической кишечной липаз, фосфолипаз,холестеролэстеразы и др.)
Образование смешанных мицелл из простой мицеллы и продуктов гидролиза
Транспорт и всасывание смешанной мицеллы в энтероците кишечника

солей в кровь с последующей доставкой в печень – энтерогепатический

цикл
Ресинтез ТАГ в энтероцитах слизистой ЖКТ

Образование транспортных форм липидов в энтероцитах слизистой ЖКТ.
Попадание ХМ и ЛПОНП через лимфатическую систему в грудной лимфатический проток, а затем в общий круг кровообращения к тканям с активной липопротеинлипазой.

кислоты желудочного сока;
-          Активация пищеварительных ферментов поджелудочной железы и кишечного

сока;
-          Бактерицидное действие (неспецифические Ig A);
-          Активация моторики кишечника;
-          Всасывание высших жирных кислот;
-          Выведение продуктов обмена веществ из организма.

45 % холат
- 25 % дезоксихолат
- 30 % хенодезоксихолат
частично связаны

с глицином и таурином

уровень - 5,2-6,2 ммоль/л
Критический уровень - более 5,2 ммоль/л

в скелетных мышцах и миокарде) вовлекаются в специфический процесс –

b-окисление, протекающее в митохондриях. Все превращения ЖК начинаются с их активации — образования ацил-КоА.
Мембрана митохондрий непроницаема для жирных кислот, в том числе и в форме ацил-КоА. Их перенос обеспечивается карнитином.
В митохондриях на митохондриальном матриксе происходит окисление жирных кислот, сопряженное с окислительным фосфорилированием (с синтезом АТФ). b-окисление протекает по следующей схеме:
В первой реакции происходит дегидрирование при участии ФАД-зависимой дегидрогеназы. Затем присоединение воды (гидроксил – в b-положение) с образованием b-гидроксиацил-КоА. Дегидриро­вание НАД-зависимой дегидрогеназой у b-углеродного атома приводит к образованию b-кетоацил-КоА. Заключительный этап катализирует тиолаза, расщепляющая тиосвязь с участием HS-Коэнзима-А, что приводит к образованию ацетил-КоА и ацил-КоА с укороченной на два углеродных атома цепью.
Ацетильный остаток ацетил-КоА окисляется в цикле Кребса, укороченная жирная кислота вовлекается в повторный цикл b-окисления. В конечном счете, она распадается на такое количество остатков ацетила, которое в два раза меньше числа атомов углерода в ней.
При окислении жирных кислот с нечетным количеством углеродных атомов на последнем цикле b-окисления образуется ацетил-КоА и активная форма пропионовой кислоты (пропионил-КоА). Пропионил-КоА карбоксилируется до метилмалонил-КоА и изомеризуется в сукцинил-КоА. Последний поступает в ЦТК.

ткани (в адипоцитах).
Синтез триглицеридов в стенке кишечника может происходить из

моноглицерида (из 2-моноацилглицерола) и двух молекул активных жирных кислот (остатки жирных кислот в комплексе с ацилпереносящим энзимом – S-КоА), или из глицерина и трех молекул активных жирных кислот с участием АТФ, что более характерно для процессов в печени и жировой ткани.
Синтез жира из глицерина и жирных кислот в печени и жировой ткани происходит по следующему пути. Глицерин фосфорилируется с использованием АТФ до глицерофосфата (фермент глицеролкиназа), затем под действием фермента глицеролфосфатацилтрансферазы взаимодействует с двумя молекулами ацилкоэнзима-А (например, с пальмитил-КоА). Образуется фосфатидная кислота (3-фосфо-1,2-диацилглицерол). При взаимодействии последней с ацилкоэнзимом-А образуется триглицерид, свободный HS-КоА и остаток ортофосфорной кислоты.
Печень – основной орган, где идет синтез жирных кислот из продуктов гликолиза. Основной путь синтеза триглицелидов в печени из жирных кислот и глицерофосфата. Глицерофосфат, в свою очередь, в печень поступает из гидролиза жиров, а так же при восстановлении диоксиацетонфосфата (из гликолиза) при помощи восстановленного НАДФ (НАДФ Н+Н).

Затем под действием НАД-зависимой
глицерофосфатдегидрогеназы окисляется до 3-фосфоглицеринового альдегида.
Фосфоглицериновый

альдегид далее может окисляться до пировиноградной и молочной кислоты.

образовавшегося в митохондриях при гликолизе. Для использования ацетилкоэнзима-А в процессах,

протекающих в цитоплазме клетки, протекает ряд реакций для переноса Ацетил-КоА через митохондриальную мембрану.
В митохондриях ацетил-КоА взаимодействует со Щавелевоуксусной кислотой (ЩУК), образуется лимонная кислота. В цитоплазме протекает обратный процесс. Таким образом, в цитоплазме образуется Ацетил-КоА.
Для синтеза жирных кислот протекает еще ряд последовательных реакций, образуется малонил-КоА. Ацетильная и малонильная группы переносятся на АПБ при участии ацетил-и малонил-трансацилаз. АПБ — ацилпереносящий белок. Далее к Ацетил-АПБ прибавляется Малонил-АПБ с образованием Ацетоацетил-АПБ. Наступает цикл реакций, противоположных бета-окислению жирных кислот, но вместо КоА носителем является АПБ, а вместо НАД и ФАД в процессах гидрирования участвует НАДФН2.
Бутирил-АПБ вступает в новый цикл (взаимодействует с малонил-АПБ), в результате которого углеродная цепь удлиняется на 2 атома. Циклы повторяются, пока цепь включит 16 атомов углерода (пальмитиновая кислота) или большего четного числа.

организме функцию энергетического субстрата, т.е. источника энергии. К кетоновым телам

относят b-гидроксимасляную кислоту, ацетоуксусную кислоту и, как конечный (тупиковый) продукт – ацетон (диметилкетон). Это небольшие водорастворимые молекулы. Общая концентрация кетоновых тел в крови млекопитающих составляет около 5 мг% (у жвачных животных до 10 мг%). Синтезируются кетоновые тела в печени (в гепатоцитах) из ацетил-КоА. У жвачных животных отмечают также синтез кетоновых тел в слизистой оболочке преджелудков.
При выраженном углеводном голодании (белковый и белково-жировой рацион с недостатком углеводов), при нарушениях обмена углеводов (сахарный диабет) в результате клеточного голодания усиливается распад и использование жиров, что приводит к накоплению ацетил-КоА. Излишек молекул ацетил-КоА вовлекается в синтез кетоновых тел. Резкое увеличение концентрации кетоновых тел в крови приводит к развитию кетозов и кетоацидозов.
Для синтеза кетоновых тел используется три молекулы ацетил-КоА. При конденсации двух молекул ац.-КоА образуется ацетоацетил-КоА; затем добавление третьей молекулы приводит к образованию b-гидрокси-b-метил-глютарил-КоА. При этих реакциях освобождается две молекулы HS-КоА. Полученная молекула b-гидрокси-b-метил-глютарил-КоА под действием лиазы распадается на ацетоуксусную кислоту и ацетил-КоА. Все указанные реакции протекают в матриксе митохондрий гепатоцитов.
В цитоплазме клеток ацетоуксусная кислота при участии НАД-зависимой дегидрогеназы (НАДФ*Н2) может восстанавливаться до b-гидроксимасляной кислоты или спонтанно декарбоксилироваться с образованием ацетона (диметилкетона).

сфингофосфолипиды.
Основными компонентами фосфолипидов являются кефалин, лецитин, фосфатидилсерин и сама фосфатидная

кислота.
Метаболизм фосфолипидов тесно связан со многими процессами в организме: образование и разрушение мембранных структур клеток, формирование липротеинов, мицелл желчи, образование в легочных альвеолах поверхностных пленок (сульфоктанта) препятствующих слипание альвеол. Нарушение обмена фосфолипидов – причина развития многих заболеваний (липидоз печени, респираторный дистресс-синдром). 

так и вторичными, т.е. вызванными патологией эндокринной системы или компенсаторные

при различных заболеваниях.
Нарушения переваривания и всасывания липидов сопровождаются развитием стеатореи (повышенное содержание липидов и жирных кислот в кале) и обусловливаются одной из следующих причин:
1.Дефицит панкреатической липазы, связанный с заболеваниями поджелу­дочной железы.
2.Дефицит желчи в кишечнике, обсуловленный заболеваниями печени или желчевыводящих путей.
3.Угнетение ферментных систем ресинтеза триглицеридов в стенке кишеч­ника при его заболеваниях.

увеличение массы тела более чем на 20 % от идеальной для

данной особи. Первичное ожирение связано, в первую очередь, с избыточным кормлением, когда организм получает больше калорий, чем расходует. У некоторых животных повышение аппетита имеет генетическую обусловленность (генетические нарушения синтеза лептина). «Ген ожирения» обнаружен у приматов, крыс, свиней, собак. Следует отметить, что кроме генетических нарушений синтеза лептина могут быть и приобретенные. Значительную роль играет «привычка», так при перекармливании растущих животных снижается эффективность лептина на фоне психологической реакции на корм. Причиной ожирения может быть и резкое прекращение физических нагрузок у спортивных и рабочих животных при сохранении калорийного рациона.
Вторичное ожирение наблюдается при эндокринных болезнях (гипотиреоз, синдром Иценко-Кушинга, гипогонадизм и др.).
Кетоз (кетоацидоз) – накопление в крови и во всем организме кетоновых тел в избыточном количестве. Причиной такого накопления является нарушение углеводного обмена, невозможность использования глюкозы для получения энергии в клетке. У жвачных животных наиболее частое развитие кетоза связано с несбалансированным концентратным типом кормления. У плотоядных (особенно кошек) основной причиной кетоза является сахарный диабет. Так именно кетоацидоз у кошек является наиболее частой причиной гибели при сахарном диабете.

в зависимости от причины и преобладающих липопротеинов. Так при нарушении

липопротеинлипазы (фермент клеточных мембран, необходимый для поступления в клетку триглицеридов из хиломикронов крови) в крови накапливаются хиломикроны и триглицериды. Резкое увеличение в крови ЛПОНП наблюдается при гиперинсулинизме (избытке инсулина), т.к. инсулин стимулирует синтез триглицеридов в печени.
Липидоз печени – накопление жировых капель в гепатоцитах, ожирение печени. Связано с нарушением синтеза фосфолипидов и апопротеинов (белковых компонентов липопротеинов крови), в сочетании с избыточным поступлением жирных кислот, глицерина, триглицеридов в печень и с повышением синтеза триглицеридов в печени. Такое состояние может развиваться при активной мобилизации жира при одновременном недостатке метионина и холина. Основной причиной липидоза печени служит нарушение баланса между активностью синтеза триглицеридов в печени и скоростью их включения в структуру ЛПОНП, т.е. недостаточный синтез липопротеинов очень низкой плотности, что может быть связано с нарушением синтеза апопротеинов (апоВ100 и апоАII) или с недостаточностью лецитина. У кошек выделяют липидоз печени, как самостоятельное заболевание (гепатический липидоз), связанное с внезапным голоданием.

При изучении процессов биологического окисления рассматривается вариант короткой цепи окисления

– перекисное окисление. Кроме полезного действия (например разрушение мембран фагоцитированных микробов в лейкоцитах) при спонтанном образовании перекиси, образовавшийся пероксидный ион способен вступать в реакцию со многими молекулами. В белках окисляются некоторые аминокислоты, активные формы кислорода легко нарушают и структуру ДНК. Перекисное окисление липидов – это цепные реакции, обеспечивающие расширенное воспроизводство свободных радикалов, частиц, имеющих неспаренный электрон, которые инициируют дальнейшее распространение перекисного окисления. В клетке присутствует довольно развитая система защиты от перекисного окисления (антиоксидантная система), включающая ферменты, нейтрализующие перекиси и свободные радикалы (каталаза, глютатионредуктаза) и молекулы «ловушки» свободных радикалов и активных ионов (мембранная система витамина Е и селена, глютатион, аскорбиновая кислота). Наиболее развита антиоксидантная система в клетках, больше подверженных окислению, где выше парциальное давление кислорода, например, эритроциты, лейкоциты, эпителиальные клетки дыхательных путей. При несостоятельности антиоксидантной системы перекисное повреждение липидов приводит к повреждению мембранных структур клетки, что нарушает функционирование клетки и является основным механизмом гибели клетки.

либо с нарушением обмена отдельных аминокислот (метионина, таурина, серина). В

качестве самостоятельной патологии не рассматривается, приводит к нарушению печени (липидоз), нарушению транспорта липидов в организме (гиполипидемии, или выпадение триглицеридов в осадок на стенках сосудов), снижению растворимости холестерина желчи и нарушение реологических (увеличение вязкости) свойств желчи (появление «пыли» и желчных камней). Все эти состояния могут быть связаны с недостаточностью полиненасыщенных жирных кислот (эсенциальных кислот), которые входят в состав фосфолипидов.
Нарушения холестеринового обмена хорошо изучены у человека, но значительно меньше у животных. Для медицины человека наибольшее значение имеет атеросклероз. Это патология связана с нарушением соотношения липопротеинов низкой и высокой плотности, в результате чего развивается увеличение количества холестерина в организме (при этом абсолютное содержание холестерина в крови может быть не повышено). Холестерин ввиду низкой растворимости выпадает в осадок, накапливается в клетках и в интиме сосудов, что приводит к пролиферации клеток (они пытаются израсходовать избыток холестерина на построение дополнительных мембран). Так формируются холестериновые «бляшки» и холестериноз сосуда (увеличение содержания холестерина в стенке сосуда в клетках) переходит в атеросклероз. Главной причиной развития атеросклероза является нарушение выведения холестерина из организма и одновременное увеличение его синтеза в гепатоцитах, что обусловлено неправильным восприятием клеткой липопротеинов низкой плотности (генетические или иммунологические нарушения структуры рецепторов к апопротеинам, либо модификация белковых компонентов липопротеинов). В ответ на нарушение этого восприятия в печени усиливается синтез холестерина, что приводит к еще большему накоплению его в организме. Избыток поступления холестерина с кормом и повреждение проницаемости сосудов являются лишь способствующими факторами накопления холестерина и формирования бляшки.
У плотоядных животных, ввиду особенностей захвата ЛПНП и выведения холестерина, первичного атеросклероза не наблюдается, однако при некоторых эндокринных болезнях (гипотиреоз) возможно развитие вторичных нарушений холестеринового обмена с формированием холестериновых бляшек.

атеросклероза нет, так как хиломикроны не обладают атерогенностью. Липопротеинемия этого

типа встречается очень редко. Клинически она проявляется в виде ксантоматоза, в некоторых случаях отмечается липидная дуга роговицы. Нередко наблюдаются увеличение печени и селезенки, абдоминальная колика. Гиперлипопротеинемия I типа обычно наблюдается у детей.
Гиперлипопротеинемия II типа характеризуется наиболее высокой гиперхолестеринемией. Содержание триглицеридов крови может быть либо нормальным, либо повышенным. При гиперлипопротеинемии 2А типа содержание ЛПНП повышено, а ЛПОНТ — нормально; при 2Б — содержание ЛПНП и ЛПОНП повышено.
При гиперлипопротеинемии II типа нередко наблюдается ишемическая болезнь сердца, при этом у лиц с гомозиготной наследственностью она возникает рано и часто является причиной преждевременной смерти.
Гиперлипопротеинемия третьего типа сочетается с ишемической болезнью сердца и поражением сосудов ног. При высоком содержании липидов в крови наблюдаются бугорчатые ксантомы, располагающиеся на ладонях. Сыворотка прозрачная или мутная. Гиперлипопротеинемия III типа встречается значительно реже, чем II типа, и нередко сочетается с сахарным диабетом.
Гиперлипопротеинемия IV типа характеризуется высоким содержанием в крови триглицеридов при нормальном или относительно невысоком уровне холестерина. При этом типе отмечается повышение уровня ЛПОНП, в ряде случаев она протекает с диабетом и ожирением. Гиперлипопротеинемия IV типа развивается в зрелом возрасте и довольно широко распространена, причем у мужчин она наблюдается чаще.
При V типе гиперлипопротеинемии наблюдается высокая концентрация хиломикронов и триглицеридов. Клинически она проявляется так же, как и гиперлипопротеинемия I типа, иногда сочетаясь со скрытым или умеренно выраженным диабетом. Ишемическая болезнь сердца при гиперлипопротеинемии V типа наблюдается реже, чем при II, III и IV типах. Первичная гиперлипопротеинемия V типа не имеет широкого распространения и встречается только у взрослых.