Разделы презентаций


b - окисление жирных кислот и кетогенез

Содержание

Ресинтез жиров в энтероцитах На основе продуктов гидролиза экзо- генных жиров в энтероцитах синтезиру- ются видоспецифичные липиды. Чаще всего 2’МАГ этерифицируется остатками олеиновой кислоты (C18:1).

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1b-окисление жирных кислот и кетогенез

b-окисление жирных кислот и кетогенез

Слайд 2Ресинтез жиров в энтероцитах
На основе продуктов гидролиза

экзо- генных жиров в энтероцитах синтезиру- ются видоспецифичные липиды. Чаще

всего 2’МАГ этерифицируется остатками олеиновой кислоты (C18:1).
Ресинтез жиров в энтероцитах   На основе продуктов гидролиза экзо- генных жиров в энтероцитах синтезиру- ются

Слайд 3Фосфолипиды образуются на основе фосфатидной кислоты и активных форм холина,

серина и т.д.

O
II
СН2-О-С-R1
I
R2-C-O-CH OH
II I I
O CH2-O-P-OH
II
O Фосфатидная кислота

1

2

3

Фосфолипиды образуются на основе фосфатидной кислоты и активных форм холина, серина и т.д.

Слайд 4Транспортные формы экзогенных липидов
* Глицерол и СЖК (С

из энтероцитов через портальную вену и поступают в печень.
*

СЖК (С>10) покидают энтероциты через кишечную лимфатическую систему в форме ресинтезированных ТАГ в составе хиломикронов (ХМ).
от «сhylos» (греч.) – лимфа (млечный сок).
[Мунк, 1891]
Транспортные формы экзогенных липидов * Глицерол и СЖК (С10) покидают энтероциты через кишечную лимфатическую систему в форме

Слайд 5ХМ – транспортная форма экзогенных липидов
ХМ образуются в энтероцитах:
* Незрелые

ХМ (насцентные) – 85% ТАГ, немного ФЛ и ЭХС, белок

– апопротеин В-48 (апо-В-48). Покидают энтероциты путем экзоцитоза и поступают в лимфатические сосуды  грудной лимфатический проток   подключичная вена.
ХМ – транспортная форма экзогенных липидовХМ образуются в энтероцитах:* Незрелые ХМ (насцентные) – 85% ТАГ, немного ФЛ

Слайд 6* В кровяном русле незрелые ХМ получа-ют от ЛПВП апо-Е,

апо-С-II (кофактор ЛПЛ) и апо-А-IV. Этим завершается превращение незрелых ХМ

в зрелые ХМ-частицы.
* Состав зрелых ХМ (диаметр 100-1000 нм):
ТАГ – 84%
ФЛ – 7%
ХС – 8%
Белок – менее 2% (апо-В-48, апо-С-II,
апо-Е и апо-А-IV)
Плотность (удельный вес) ХМ <0,95 г/мл
* В кровяном русле незрелые ХМ получа-ют от ЛПВП апо-Е, апо-С-II (кофактор ЛПЛ) и апо-А-IV. Этим завершается

Слайд 7Схема строения частицы ХМ

Схема строения частицы ХМ

Слайд 8«Iceberg-sea» - модель строения частицы сывороточного липопротеида
Assmann G. & Brever

J. (1974)

«Iceberg-sea» - модель строения частицы сывороточного липопротеидаAssmann G. & Brever J. (1974)

Слайд 9Функции ХМ
* ХМ доставляют экзогенные липиды в печень, жировую ткань,

миокард и скелетные мышцы. ТАГ в составе ХМ гидролизуются с

участием липопротеинлипазы (ЛПЛ), которая находится на поверхности эндотелиоцитов капилляров.
* ЛПЛ синтезируется в печени. Активаторы: инсулин, СТГ и гепарин.
* СЖК, освобожденные в результате гидролиза ТАГ, поступают внутрь клеток.

В плазматических мембранах многих типов клеток имеются специфи-ческие белки-переносчики для СЖК (40 кДа). В скелетных мышцах имеется еще транслоказа жирных кислот (84 кДа, CD36). В ответ на повышение концентрации инсулина в крови, эта транслоказа выходит из цитоплазмы и встраивается в мембрану, обеспечивая быстрое поглощение СЖК мышечными клетками. (Подобно ГЛЮТ-4).


Функции ХМ* ХМ доставляют экзогенные липиды в печень, жировую ткань, миокард и скелетные мышцы. ТАГ в составе

Слайд 10 ХМ, отдав часть ТАГ в результате их гидро-лиза

ЛПЛ, превращаются в ремнантные ХМ (р-ХМ), которые поглощаются гепатоцитами с

помощью рецепторов к р-ХМ (эти рецепторы «узнают» р-ХМ по апо-Е).

ХС из р-ХМ, оказавшись в печени, по меха-низму отрицательной обратной связи ингибирует синтез ХС de novo.

Излишки ХС выводятся печенью с желчью

ХМ, отдав часть ТАГ в результате их гидро-лиза ЛПЛ, превращаются в ремнантные ХМ (р-ХМ), которые

Слайд 11Промежуточный обмен липидов
Внутриклеточный липолиз
Адипоциты или клетки жировой ткани

(подкожный жир, малый и большой сальники брюшной полости):

* Гидролиз ТАГ

катализирует гормончувствительная ТАГ-липаза.

* Процесс мобилизации жира активируется в
постабсорбтивном периоде, голодании,
при физической нагрузке.
Промежуточный обмен липидовВнутриклеточный липолиз  Адипоциты или клетки жировой ткани (подкожный жир, малый и большой сальники брюшной

Слайд 12Механизм активации гормончувствительной ТАГ-липазы адипоцитов
* В постабсорбтивном периоде липолиз в

ади-поцитах активируется глюкагоном;

* При физической нагрузке липолиз в адипоци-тах активируется

адреналином.

* Оба гормона связываются со своими рецеп-торами на поверхности клеточной мембраны и активируют аденилатциклазу.
Адреналин в высоких концентрациях связы-вается с b-адренорецепторами адипоцитов.
Механизм активации гормончувствительной ТАГ-липазы адипоцитов* В постабсорбтивном периоде липолиз в ади-поцитах активируется глюкагоном;* При физической нагрузке липолиз

Слайд 13* В результате активации аденилатцик-лазы повышается концентрация ц-АМФ, которая активирует

протеинкиназу А (ПКА).
* ПКА фосфорилирует неактивную форму ТАГ-липазы (активная форма

ТАГ-липазы фосфорилированная).
* Переход активной формы ТАГ-липазы в неактивную – через дефосфорилиро-вание: инсулин активирует протеин-фосфатазу.
* В результате активации аденилатцик-лазы повышается концентрация ц-АМФ, которая активирует протеинкиназу А (ПКА).* ПКА фосфорилирует неактивную форму

Слайд 14Суммарный результат гидролиза ТАГ в адипоцитах
Гормончувствительная ТАГ-липаза сначала отщепляет
ЖК

в положении 1 = 1 СЖК + диацилглицерол (ДАГ).
Другие

липазы завершают процесс = 2 СЖК + глицерол.
Суммарный результат гидролиза ТАГ в адипоцитахГормончувствительная ТАГ-липаза сначала отщепляет ЖК в положении 1 = 1 СЖК +

Слайд 15 * СЖК транспортируются по крови в
комплексе

с альбумином – молекула
альбумина имеет 7 специфических

сайтов для связывания СЖК.

* СЖК из крови проникают внутрь клетки с помощью специфического белка-переносчика цитоплазматической мем-браны (40 кДа): fatty acids binding protein (FABP). Проникнув внутрь клетки, СЖК включаются в процессы окисления и синтеза липидов (преобладание реак-ций зависит от функционального состо-яния клетки).
* СЖК транспортируются по крови в  комплексе с альбумином – молекула  альбумина имеет

Слайд 16Метаболизм глицерола
Глицерол гидрофилен и переносится по крови в

свободном виде. Ещё один путь образования глицерола – восстановление избытка

диоксиацетонфосфата (метаболит гликолиза):

Метаболизм глицерола  Глицерол гидрофилен и переносится по крови в свободном виде. Ещё один путь образования глицерола

Слайд 17* Глицерол является субстратом для:
- липогенеза;
-

глюконеогенеза
или может окисляется через диокси-ацетонфосфат по

гликолитическому пути.
ЗАДАНИЕ: Назовите ключевые ферменты этих метаболических превращений и расчитайте энерге-тическую ценность окисления глицерина.

* Глицерол является субстратом для:  - липогенеза;  - глюконеогенеза    или может окисляется

Слайд 18Окисление жирных кислот
Путь окисления СЖК, сопряженный с синте-зом АТФ, протекает

в митохондриях [Ю.Кеннеди и А.Ленинджер, 1949] и назва-ется b-окислением.

Ф. Кноп

(1904) установил, что расщепление СЖК происходит путем окисления при b-ато-ме углерода и последовательного удаления двухуглеродных фрагментов.
Окисление жирных кислотПуть окисления СЖК, сопряженный с синте-зом АТФ, протекает в митохондриях [Ю.Кеннеди и А.Ленинджер, 1949] и

Слайд 20Опыты Франца Кнопа
К w-атому углерода ЖК с неразветвленной цепью присоединена


фенильная группа. Продукты свидетельствуют том, что окисление
ЖК идет по

b-углеродному атому.
Опыты Франца КнопаК w-атому углерода ЖК с неразветвленной цепью присоединена фенильная группа. Продукты свидетельствуют том, что окисление

Слайд 21Активация и транспорт ЖК в митохондрии
1. Активация ЖК

идет с участием ацил-КоА-синтетазы (тиокиназы ЖК), локализованной в наружной мембране

митохондрий:
Активация и транспорт ЖК в митохондрии  1. Активация ЖК идет с участием ацил-КоА-синтетазы (тиокиназы ЖК), локализованной

Слайд 222. Проникновение активированной ЖК в матрикс митохондрий:
2.1. Короткоцепочечные ЖК (С

способны самостоятельно проникать через внутреннюю митохондриальную мембрану в матрикс.
2.2. Длинноцепочечные

ЖК (С>10) проникают в матрикс только в форме эфира с карнитином (ацилкарнитин). Происходит с участием фермента наружной поверх-ности внутренней мембраны митохондрий:
карнитин – ацилтрансфераза I (регуляторный фермент – его аллостерическим ингибитором является малонил-КоА)
Карнитин - витаминоподобное вещество, одноатомный спирт, производное метионина и лизина.
2. Проникновение активированной ЖК в матрикс митохондрий:2.1. Короткоцепочечные ЖК (С10) проникают в матрикс только в форме эфира

Слайд 232.3. Обратное превращение:

ацилкарнитин  ацил-КоА

Происходит с участием фермента, локализованном на внутренней поверхности внутренней мембраны митохондрий:
карнитин-ацилтрансфераза II
ацилкарнитин + КоА-SH  ацил-КоА + карнитин

Трехэтапный процесс: активация ЖК (ацил-КоА) и пере-
нос активированной ЖК в матрикс (ацилкарнитин 
ацил-КоА) позволяет использовать два не обмени-
вающихся между собой пула КоА. В цитоплазме и
матриксе МХ эти пулы используются для разных целей.
2.3. Обратное превращение:

Слайд 24Реакции b-окисления жирных кислот
Путь b-окисления – повторяющаяся последова-
тельность четырех реакций.


На каждом этапе окисления образуется:
1 ацетил-КоА
1 FADH2
1 NADH
исходная цепь ЖК

укорачивается на 2 С-атома.
Число этапов b – окисления: (n/2)-1,
где: n – число С-атомов в ЖК.

Реакции b-окисления жирных кислотПуть b-окисления – повторяющаяся последова-тельность четырех реакций. На каждом этапе окисления образуется:1 ацетил-КоА1 FADH21

Слайд 25Ацил-КоА-дегидрогеназа. Дегидрирование
по a- и b- С атомам (положения 2 и

3). Атомы водорода переносятся на FAD – простетическую группу дегидрогеназы,

ко-
торая передает электроны на специфичес-кий электронпереносящий флавопро-теин, а далее – на убихинон в дыхатель-ной цепи.

Еноил-СоА-гидратаза.

(транс-изомер)

Ацил-КоА-дегидрогеназа. Дегидрированиепо a- и b- С атомам (положения 2 и 3). Атомы водорода переносятся на FAD –

Слайд 263-гидроксиацил-СоА-дегидрогеназа. Специ-
фический акцептор электронов – NAD+
Образовавшийся NADH передает восстано-
вительные

эквиваленты на NADH-дегидроге-
назу дыхательной цепи.
Ацетил-КоА-ацетилтрансфераза, тиолаза. В ито-
ге получаются:
1.

молекула ацетил-КоА;
2. молекула ацил-КоА, укороченная на 2 С-ато-
ма.
Двухуглеродные фрагменты последовательно
удаляются с карбоксильного конца
жирной кислоты.
3-гидроксиацил-СоА-дегидрогеназа. Специ-фический акцептор электронов – NAD+ Образовавшийся NADH передает восстано-вительные эквиваленты на NADH-дегидроге-назу дыхательной цепи.Ацетил-КоА-ацетилтрансфераза, тиолаза. В

Слайд 27Особенности b-окисления ЖК с нечетным числом С-атомов и ненасыщенных ЖК

1. ЖК с нечетным числом С-атомов :
На

последнем этапе окисления образуется 3-х углеродный остаток -пропионил-КоА.
Пропионил-КоА карбоксилируется до сукцинил-КоА, который поступает в ЦТК.

Особенности b-окисления ЖК с нечетным числом С-атомов и ненасыщенных ЖК  1. ЖК с нечетным числом С-атомов

Слайд 28 2. Ненасыщенные ЖК (содержат

двойные связи):
Требует

участия дополнительных ферментов:

1. Если ЖК имеет 1 двойную связь –
олеиновая к-та (С18:1, цис-D9):
Δ3,4–цис–Δ2,3–транс-изомераза
Фермент переносит двойную связь и меняет её конфигурацию.


2. Ненасыщенные ЖК (содержат          двойные связи):

Слайд 29Из цис-D3-еноил-КоА получается
транс-D2-еноил-КоА, который яв-
ляется нормальным субстратом
для еноил-КоА-гидратазы.

Из цис-D3-еноил-КоА получаетсятранс-D2-еноил-КоА, который яв-ляется нормальным субстратом для еноил-КоА-гидратазы.

Слайд 302. Если окисляется ЖК с двумя двойными
связями –

линолевая к-та (С18:2, цис-
D9,D12)
I фермент: Δ3,4–цис–Δ2,3–транс-изомераза
II фермент: эпимераза

(D-стереоизомер превра-
щает в L-стереоизомер).
2. Если окисляется ЖК с двумя двойными  связями – линолевая к-та (С18:2, цис-  D9,D12)I фермент:

Слайд 31Эпимераза превращает D-стереоизомер в
L-стереоизомер, который является субстратом для 3-гидроксиацил-СоА-дегидрогеназы.

Эпимераза превращает D-стереоизомер в L-стереоизомер, который является субстратом для 3-гидроксиацил-СоА-дегидрогеназы.

Слайд 32Выход АТФ при b-окислении пальмитиновой кислоты
Каждый этап b–окисления сопровождается образованием

ФАДН2 и НАДН. Их реокисление в дыхательной цепи приводит к

синтезу 2 и 3 АТФ:
2 + 3 = 5АТФ.
Число этапов b–окисления: (n/2)-1,где: n – количество С-атомов в жирной кислоте:
7 х 5АТФ = 35 АТФ.
Окисление ацетил-КоА в ЦТК в конечном итоге приводит с образованию 12 АТФ: 8 х 12АТФ = 96АТФ
1 АТФ затрачивается на активацию жирной кислоты.
Т.о. окисление пальмитиновой кислоты имеет энергетический выход: 35 + 96 - 1 = 130 АТФ.

Выход АТФ при b-окислении пальмитиновой кислотыКаждый этап b–окисления сопровождается образованием ФАДН2 и НАДН. Их реокисление в дыхательной

Слайд 33КЕТОГЕНЕЗ
Избыточное образование ацетил-КоА или снижение его утилизации в ЦТК (причины!)

приводит к активации кетогенеза в митохондриях гепатоцитов (печень пере-распределяет недоокисленные

продукты на энергетичес-кие нужды других органов.
Конденсация ацетильных фрагментов приводит к обра-зованию b-гидроксиметил-глутарил-КоА, а затем кетоновых тел: ацетона, гидроксибутирата и ацетоацетата.
В норме концентрация кетоновых тел в крови низкая, при голодании и диабете она увеличивается до 100 раз. При дефиците глюкозы мозг активно потребляет кетоновые тела, как дополнительный источник энергии (до 75%). Почки, миокард, скелетные мышцы также используют их как источники энергии.

КЕТОГЕНЕЗИзбыточное образование ацетил-КоА или снижение его утилизации в ЦТК (причины!) приводит к активации кетогенеза в митохондриях гепатоцитов

Слайд 34Ацетил-КоА, как продукт окисления ЖК, далее окисляется в ЦТК («Жиры

сгорают в пламени углеводов»).

В норме, оптимальность «переработки» ацетил-КоА в

ЦТК определяется доступно-стью окаслоацетата, необходимого для образования цитрата (чтобы цикл замкнулся). В норме интенсивность окисления глюкозы и жирных кислот четко сбалансированы.
Ацетил-КоА, как продукт окисления ЖК, далее окисляется в ЦТК («Жиры сгорают в пламени углеводов»).В норме, оптимальность «переработки»

Слайд 35 При голодании и диабете (окисление ЖК усиливается, а

глюкозы – подавляется):

Ацетил-КоА образуется в избытке;
Концентрация оксалоацетата снижается, поскольку

он «уходит» в глюконеогенез;
В результате – избыточный поток ацетил-КоА
не может полностью расходоваться в реак-
ции конденсации с оксалоацетатом;
Избыток ацетил-КоА включается в кетогенез
с образованием кетоновых тел:
ацетоацетата, гидроксибутирата и ацетона.

При голодании и диабете (окисление ЖК усиливается, а глюкозы – подавляется): Ацетил-КоА образуется в избытке;Концентрация

Слайд 363-кетотиолаза
Гидроксиметил-
глутарил-КоА-
синтетаза
Гидроксиметил-
глутарил-КоА-
лиаза
D-3-гидрокси-
бутират-ДГ
Спонтанное
декарбокси-
лирование
(необратимо)
(«главное» КТ)
Покидает ор-
ганизм через
кожу, почки и
легкие

3-кетотиолазаГидроксиметил-глутарил-КоА-синтетазаГидроксиметил-глутарил-КоА-лиазаD-3-гидрокси-бутират-ДГСпонтанноедекарбокси-лирование(необратимо) («главное» КТ)Покидает ор-ганизм через кожу, почки и легкие

Слайд 37Длительность голодания, сутки
Концентрация в сыворотке крови, mmol / l

Длительность голодания, суткиКонцентрация в сыворотке крови, mmol / l

Слайд 38Ацетоацетат и гидроксибутират свободно диф-
фундируют (по градиенту концентрации) из
гепатоцитов в

кровь и доставляются к перифе-
рическим (по отношению к печени) органам

для
окисления до СО2 и Н2О.

Кетоновые тела более эффективные источники
энергии, чем пируват. Кетоновые тела не казы-
вают разобщающего эффекта на митохондрии,
что может быть при увеличении окисления
жирных кислот.

Ацетоацетат и гидроксибутират свободно диф-фундируют (по градиенту концентрации) изгепатоцитов в кровь и доставляются к перифе-рическим (по отношению

Слайд 39При длительном голодании и при диабете концентрация кетоновых тел в

крови может достигать чрезвычайно высоких значений. При этом ткани уже

не могут потребить все это количество кетоновых тел – формируется патологическое состояние - кетоз.

При длительном голодании и при диабете концентрация кетоновых тел в крови может достигать чрезвычайно высоких значений. При

Слайд 40Печень не может потреблять кетоновые тела, которые она синтезирует
Во многих

тканях (кроме печени), ацетоацетат может быть трансформирован в ацетил-КоА, который

далее окисляется в ЦТК:

Ацетоацетат

Ацетоацетил-КоА

2 Ацетил-КоА

ЦТК

Сукцинил-КоА

Сукцинат

КоА

тоилаза

КоА-трансфераза
нет в печени!!!

Печень не может потреблять кетоновые тела, которые она синтезируетВо многих тканях (кроме печени), ацетоацетат может быть трансформирован

Обратная связь

Если не удалось найти и скачать доклад-презентацию, Вы можете заказать его на нашем сайте. Мы постараемся найти нужный Вам материал и отправим по электронной почте. Не стесняйтесь обращаться к нам, если у вас возникли вопросы или пожелания:

Email: Нажмите что бы посмотреть 

Что такое TheSlide.ru?

Это сайт презентации, докладов, проектов в PowerPoint. Здесь удобно  хранить и делиться своими презентациями с другими пользователями.


Для правообладателей

Яндекс.Метрика