Депонирование и мобилизация жиров

Адипоциты (место депонирования жиров) располагаются в основном под кожей, образуя подкожный жировой слой, и в брюшной полости, образуя большой и малый сальники. Мобилизация жиров, т.е. гидролиз до глицерола и жирных кислот, происходит в постабсорбтивный период, при голодании и активной физической работе. Гидролиз внутриклеточного жира осуществляется под действием фермента гормончувствительной липазы - ТАГ-липазы. Глицерол как водорастворимое вещество транспортируется кровью в свободном виде, а жирные кислоты в комплексе с белком плазмы - альбумином.

Гидролиз триацилглицеролов до жирных кислот и глицерола катализируют три липазы. Первой действует триацилглицероллипаза, затем диацилглицероллипаза и последней - моноацилглицероллипаза. Эти липазы локализованы в разных органоидах. Указанные липазы различаются не только по специфичности, но и по оптимуму рН и температуре действия.

Мобилизация депонированных жиров стимулируется глюкагоном и адреналином. В постабсорбтивный период и при голодании глюкагон, действуя на адипоциты через аденилатциклазную систему, активирует протеинкиназу А, которая фосфорилирует и, таким образом, активирует гормончувствительную липазу, что инициирует липолиз и выделение жирных кислот и глицерина в кровь. При физической активности увеличивается секреция адреналина, который действует через β-адренергические рецепторы адипоцитов, активирующие аденилатциклазную систему . В настоящее время обнаружено 3 типа β-рецепторов: β1, β2, β3, активация которых приводит к липолитическому действию. К наибольшему липолитическому действию приводит активация β3-рецепторов. Адреналин одновременно действует и на α2-рецепторы адипоцитов, связанные с ингибирующим G-белком, что инактивирует аденилатциклазную систему. Вероятно, действие адреналина двояко: при низких концентрациях в крови преобладает его антилиполитическое действие через α2-рецепторы, а при высокой - преобладает липолитическое действие через β-рецепторы.

Для мышц, сердца, почек, печени при голодании или физической работе жирные кислоты становятся важным источником энергии. Печень перерабатывает часть жирных кислот в кетоновые тела, используемые мозгом, нервной тканью и некоторыми другими тканями как источники энергии.

В результате мобилизации жиров концентрация жирных кислот в крови увеличивается приблизительно в 2 раза, однако абсолютная концентрация жирных кислот в крови невелика даже в этот период. Когда постабсорбтивный период сменяется аборбтивным, инсулин активирует специфическую фосфатазу, которая дефосфорилирует гормончувствительную липазу, и распад жиров останавливается.

Распад жирных кислот.

Пояснение: у нас есть ВЖК с количеством углеродов в цепи n. В результате этих 4 реакций у нас получается ацетил-КоА и эта же самая ВЖК, только с количеством углеродов в цепи (n-2) (2 атома ушло на ацетил-КоА). Эта кислота снова вступает в цикл. Таким образом ВЖК будет снова и снова вступать в цикл, пока полностью не расщепиться.

Биологическое значение: образуется много энергии и Ацетил-КоА, который может идти на синтез многих соединений или опять же на ту же энергию.

Локализация в клетке: митохондрии

Энергетический эффект: напрямую зависит от ВЖК. из пальмитиновой кислоты при бета окислении образуется 131 АТФ.

Биосинтез жирных кислот. наиболее активно происходит в цитозоле клеток печени, кишечника, жировой ткани в состоянии покоя или после еды.

1. Образование ацетил-S-КоА из глюкозы или кетогенных аминокислот.

2. Перенос ацетил-S-КоА из митохондрий в цитозоль.

• в комплексе с карнитином, так же как переносятся высшие жирные кислоты;

• обычно в составе лимонной кислоты, образующейся в первой реакции ЦТК.

Поступающий из митохондрий цитрат в цитозоле расщепляется АТФ-цитрат-лиазой до оксалоацетата и ацетил-S-КоА.

3. Образование малонил-S-КоА.

4. Синтез пальмитиновой кислоты.

Осуществляется мультиферментным комплексом"синтаза жирных кислот" в состав которого входит 6 ферментов и ацил-переносящий белок(АПБ). Ацил-переносящий белок включает производное пантотеновой кислоты– 6-фосфопан-тетеин(ФП), имеющийSH-группу, подобноHS-КоА. Один их ферментов комплекса,

3-кетоацил-синтаза, также имеетSH-группу. Взаимодействие этих групп обусловливает начало биосинтеза жирной кислоты, а именно пальмитиновой кислоты, поэтому он еще называется"пальмитатсинтаза". Для реакций синтеза необходим НАДФН.

В первых реакциях последовательно присоединяются малонил-S-КоА к фосфо-пантетеину ацил-переносящего белка и ацетил-S-КоА к цистеину3-кетоацил-синтазы. Данная синтаза катализирует первую реакцию– перенос ацетильной группы на С2 малонила с отщеплением карбоксильной группы. Далее в кетогруппа реакциях восстановления, дегидратации и опять восстановления превращается в метиленовую с образованием насыщенного ацила. Ацил-трансфераза переносит его на цистеин3-кетоацил-синтазы и цикл повторяется до образования остатка пальмитиновой кислоты. Пальмитиновая кислота отщепляется шестым ферментом комплекса тиоэстеразой.

Синтезированная пальмитиновая кислота при необходимости поступает в эндоплазматический ретикулум или в митохондрии. С участием малонил-S-КоА и НАДФН цепь удлиняется до С18 или С20. Удлиняться могут и полиненасыщенные жирные кислоты(олеиновая, линолевая, линоленовая) с образованием производных эйкозановой кислоты(С20).

Регуляция синтеза жирных кислот

Существуют следующие регуляторы синтеза жирных кислот.

1. Ацил-S-КоА.

• во-первых, по принципу обратной отрицательной связи ингибирует фермент ацетил-S-КоА-карбоксилазу, препятствуя синтезу малонил-S-КоА;

• во-вторых, подавляет транспорт цитрата из митохондрии в цитозоль.

Таким образом, накопление ацил-S-КоА и его неспособность вступить в реакции этерификации с холестеролом или глицерином автоматически препятствует синтезу новых жирных кислот.

2. Цитрат является аллостерическим положительным регулятором ацетил-S-КоА-карбоксилазы, ускоряет карбоксилирование аце-тил-S-КоА до малонил-S-КоА.

3. Ковалентная модификация ацетил-S-КоА-карбоксилазы путем фосфорилирования-дефосфорилирования. Участву-ют цАМФ-зависимая протеинкиназа и протеинфосфатаза. Инсулин активирует протеин-фосфатазу и способствует активации ацетил-S-КоА-карбоксилазы. Глюкагон и адреналин по аденилатциклазному

механизму вызывают ингибирование этого же фермента и, следовательно, всего липогенеза.