Метаболизм углеводного и липидного обменов. Биохимия
 Скачать 0.82 Mb.
|
|
2.7. Метаболизм стероидов Главным представителем данных веществ в животной клетке является холестерол (ХС) (рис. 14). Баланс стероида в тканях поддерживается на постоянном уровне за счет поступления с пищей в виде продуктов животного происхождения (0,3 г/сут) (печень, яйца, сливочное масло, икра и др.) и что особенно важно – за счет его синтеза в клетках самого организма. Всасывание экзогенной фракции липида тормозится его растительными аналогами: β-ситостерином, стигмастерином, что используется для предотвращения развития гиперхолестеролемии. Синтез эндогенного холестерола протекает во всех клетках, которые не утратили ядро, но с наибольшей скоростью генез ХС осуществляется в печени (60-80%), тонком кишечнике (10-15%), коже (5-10%). Первые два органа отправляют его в кровоток для использования другими тканями. В основе генеза данного липида лежит конденсация нескольких молекул ацетил-КоА (Приложение, рис. 12). Ключевым ферментом данного процесса, локализующегося в эндоплазматическом ретикулуме, является 3-гидрокси-3-метилглутарил-КоА-редуктаза. Это аллостерический энзим, регуляция которого может происходить путем фосфорилирования–дефосфорилирования (активная форма – дефосфорилированная). Холестерол и желчные кислоты подавляют скорость транскрипции гена ГМГ-КоА-редуктазы. В основе терапии атеросклероза лежит введение статинов – блокаторов данного катализатора. Баланс холестерола в тканях Являясь спиртом, холестерол может существовать в тканях в виде свободной и эстерифицированной фракций. Они способны попадать в клетки из плазмы крови в составе ЛПНП путем эндоцитоза с участием специфических рецепторов или без них. ЭХ из транспортных форм гидролизуются холестеролэстеразой лизосом, после чего высвободившийся липид используется в различных процессах (рис. 14). За его эстерификацию отвечают внутриклеточная ацетилхолестеролацилтрансфераза (АХАТ) или примембранная лецитинхолестеролацилтрансфераза (ЛХАТ). Секретируемый из клеток эфир холестерина гидрофобен, что принуждает его располагаться внутри мицеллы ЛПВП, делая его менее опасным, менее атерогенным (рис. 28). Изменения в балансе ЭХС и ХС играют немаловажную роль в развитии различных заболеваний этого липида. Система ферментов – ЛХАТ, АХАТ, холестеролэстераза – не способна удалять стероиды из организма, а лишь переводит одну форму в другую, в отличие от энзимов, осуществляющих окисление ХС. Окисление холестерола – это единственный способ его необратимого удаления из мембранных ЛП. Наличие оксигеназной системы характерно не для всех тканей; это присуще печени и органам стероидогенеза: коре надпочечников, мужским и женским половым железам, плаценте. В ходе данного процесса прочные неполярные циклы ХС никаким модификациям не подвергаются, а окисляется только их боковая цепь.  Рис. 28. Баланс холестерола в организме Из организма холестерол выводится либо в неизмененном виде, либо в окисленной форме. Основной путь выделения данного вещества –желудочно-кишечный тракт. Кроме того небольшую долю часть молекул липида (около 100 мг) организм теряет ежесуточно с секретом сальных желез, слущивающимся эпителием кожного покрова. 2.8. Перекисное окисление липидов (ПОЛ) и защита от него Особая роль в жизнедеятельности организма принадлежит ПОЛ. Его индукторами служат активные формы кислорода (АФК), которые могут генерироваться в небольших количествах в митохондриях в норме. При гипероксии, гипоксии изменяется соотношение между Н+, ē, О2, нарушая стехиометрию в системе 2Н+ + 2ē +1/2О2 = Н2О, способствуя усиленному образованию АФК (Н2О2,  НО2, НО), а при действии различных лучей (рентген,- ультрафиолетовых, инфракрасных и т.д.), токсинов и других факторов будет расти уровень свободных радикалов (рис. 29). – О2, Рис. 29. Схема перекисного окисления липидов Образующиеся частицы взаимодействуют с липидами, становясь нейтральными молекулами, превращают субстраты в радикалы (идут цепные реакции. Активность липопероксидации подавляется веществами, которые имеются в норме в клетках и в плазме крови. Они объединены термином антирадикальная защита (АРЗ). Это энзимы: глутатионпероксидаза (ГПО) (селен-содержащий энзим), глутатионредуктаза (ГР), каталаза (К), супероксиддисмутаза (СОД), а также соединения неферментативной природы (каротины, витамины А, Е, С, Р, рибофлавин, глутатион, цистеин и др.), обладающие способностью обезвреживать АФК и служащие ловушками радикалов (см. учебное пособие «Энергетика общих путей катаболизма»). В условиях дефицита факторов АРЗ и/или избыточной генерации свободных радикалов последние начинают воздействовать на ВЖК фосфолипидов биомембран и на белки, нуклеиновые кислоты, углеводы, приводя к деструкции мембран и, в конечном итоге, гибели клеток. Этот процесс неспецифичен и является важным звеном патогенеза многих заболеваний (атеросклероза, панкреатита, ревматоидного артрита и т.д.) (freeradicaldiseases). 2.9. Регуляция метаболизма липидов Интенсивность метаболических реакций зависит от активности ферментов, которая регулируется действием нейрогуморальных факторов. Наиболее быстро осуществляется катаболизм и анаболизм нейтральных жиров, причем их мобилизация обеспечивает энергетические потребности организма в кратчайшие сроки. Распад ТАГ стимулируют такие гормоны, как β-липотропин, СТГ гипофиза, адреналин, глюкагон, тироидные и мужские половые гормоны; противоположным эффектом обладает инсулин, а глюкокортикостероиды, эстрогены, прогестерон влияют неоднозначно в зависимости от условий. Определенное значение в колебаниях размеров жировых депо принадлежит лептину — гормону, регулирующему энергетический обмен. Он секретируется адипоцитами и его часто называют гормоном насыщения. 2.10. Патология липидного обмена 2.10.1. Ожирение и жировое перерождение печени Патологическое состояние, в основе которого лежит избыточное накопление ТАГов в липоцитах, называют ожирением. В настоящее время насчитывается более 1 млрд. жителей планеты, страдающих данным заболеванием. В России избыточную массу тела имеет около 40% взрослого населения и более 20% детей в возрасте 12-24 месяцев. Немаловажную роль в развитии этой патологии нейтральных жиров играют взаимосвязанные и взаимозависимые явления, представленные на схеме (рис. 30).  Рис. 30. Факторы, провоцирующие развитие ожирения Особый вклад в неадекватное отложения ТАГов в жировой ткани вносят хронический дисбаланс между количеством поступающих пищевых энергоисточников и энергозатратами организма (переедание, гиподинамия). Возможными факторами, провоцирующими это явление, могут быть диспропорции гормонального статуса (избыток инсулина или дефицит глюкагона, тироидных гормонов), генетические дефекты в синтезе регуляторов, ферментов, отвечающих за обмен нейтральных жиров. Кроме адипоцитов активное образование их эндогенных форм происходит в печени. В нормальных условиях основная масса жиров включается в ЛПОНП и транспортируется из гепатоцитов к различным органам, использующих триацилглицеролы как источники энергии. В клетках печени из фосфатидной кислоты (диацилглицеролфосфата) в зависимости от условий могут синтезироваться различные липиды: если присутствуют активные формы ВЖК, получаются ТАГи. Однако для выхода в кровь их транспортных форм требуются амфифилы, способные за счет своей двойственной природы ассоциировать полярный белок со малополярными жирами. Такими структурами являются глицерофосфатиды, которые тоже синтезируются из фосфатидной кислоты. Отсюда вполне вероятны конкурентные взаимоотношения между ацил-КоА и фосфорилированными азотистыми основаниями: если в цитозоле клетки будут преобладать первые, то начнет не только усиленно образовываться ТАГи, но и будет тормозится их выход из печени из-за недостатка глицеролфосфатидов, способствующих этому явлению. В клинике соединения стимулирующие синтез и выделение ЛПОНП в кровь, называют липотропными (к ним относятся: серин, этаноламин, холин, витамины В6, В12, Вс, метионин и др.) Естественно, что обратный эффект (отложение жиров в клетках – жировое перерождение печени) развивается при избыточных концентрациях ацилов ВЖК. Веществом, провоцирующим подобную патологию, служит этиловый спирт, окисляющийся в ацетил-КоА, конденсация которого также заканчивается образованием активных форм ВЖК. Факторы, оказывающие подобное неблагоприятное воздействие, называют антилипотропными. 2.10.2. Болезни обмена холестерина Физиологические величины холестерина в плазме крови колеблются в небольших пределах: 3-5 ммоль/л. Гипохолестеринемия встречается довольно редко (из-за ее серьезной опасности природа борется с подобным явлением). Данный симптом может регистрироваться у хронических алкоголиков с циррозом печени, т.к. основная масса эндогенного стероида образуется в этом органе. Гиперхолестеринемия наблюдается при многих заболеваниях. Она может носить первичный (наследственные болезни, атеросклероз и т.д.) или вторичный (гормональные повреждения в регуляции обмена холестерина) характер. Самым частым заболеванием на планете является атеросклероз, в основе возникновения которого лежат различные факторы: усиленный синтез холестерола в печени, дислипопротеинемия, усиление свободно-радикального окисления, патохимические сдвиги в строении интимы артерий. Их сочетание приводит к развитию морфологических поражений в виде бляшек, снижающих просвет сосуда, и как следствие приводящих к гипоксии окружающих тканей.  Наряду с альтерациями анаболической фазы обмена холестерола (атеросклерозом) довольно часто фиксируется поражение его катаболического звена. Этот циклический спирт очень плохо растворим в воде, поэтому для благоприятного выведения в составе желчи он комплексируется с поверхностно активными солями желчных кислот. Отсюда, если увеличивается количество выделяемого холестерина или снижается концентрация холевых кислот, находящихся в биосреде, молекулы стерина агрегируют между собой, кристаллизуются, выпадают в осадок (образуя вначале – песок, а потом и конгломераты – камни), что и проявляется в виде желчнокаменной болезни (ЖКБ). Тесты к главе «Метаболизм липидов» Выберите из предложенных один правильный ответ или одну правильную комбинацию ответов 1. ТРИАЦИЛГЛИЦЕРИНЫ – ЭТО а) эфиры глицерина и фосфорной кислоты б) эфиры глицерина и высших жирных кислот в) эфиры сфингозина и высших жирных кислот г) эфиры глицерина и аминокислот 2. МОЛЕКУЛЫ ФОСФОЛИПИДОВ 1) имеют гидрофобную часть, образованную чаще всего радикалами жир-ных кислот 2) гидрофильная часть представлена остатком фосфорной кислоты, ами-носпиртов, аминокислот 3) образуют бислойные структуры мембран 4) входят в состав липопротеинов Выберите правильную комбинацию ответов а) 1, 2, 3, 4 б) 1, 3, 4 в) 1, 2 г) 1, 2, 4 д) 2, 3, 4 3. ЖИРЫ ВЫПОЛНЯЮТ СЛЕДУЮЩИЕ ФУНКЦИИ 1) энергетическую 2) являются резервом эндогенной воды 3) входят в состав клеточных мембран 4) необходимы для растворения и всасывания жирорастворимых витаминов; 5) защищают от механических и термических воздействий Выберите правильную комбинацию ответов а) 1, 2, 3, 5 б) 1, 3, 4 в) 1, 2, 3 г) 1, 2, 4, 5 д) 1, 2, 3, 4 4. ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛЕНИЯ ЖИРА ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ а) составом жирных кислот в молекуле б) наличием глицерина в) локализацией в клетке г) источником происхождения 5. ПАЛЬМИТИНОВАЯ КИСЛОТА СОДЕРЖИТ АТОМОВ УГЛЕРОДА В КОЛИЧЕСТВЕ а) 17 б) 18 в) 19 г) 16 6. ХОЛЕСТЕРИН ОТНОСИТСЯ К КЛАССУ а) спиртов б) кетонов в) карбоновых кислот г) сложных эфиров 7. ХОЛЕСТЕРИН ВЫПОЛНЯЕТ СЛЕДУЮЩИЕ ФУНКЦИИ 1) входит в состав клеточных мембран 2) необходим для синтеза стероидных гормонов 3) необходим для синтеза витамина Д 4) необходим для синтеза желчных кислот 5) необходим для синтеза простаноидов Выберите правильную комбинацию ответов а) 1, 2, 3, 4, 5 б) 1, 2, 4, 5 в) 1, 2, 3 г) 1, 2, 3, 4 д) 1, 4, 5 8. В СТРУКТУРЕ ЛИПИДНОГО БИСЛОЯ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН МО-ГУТ НАХОДИТЬСЯ 1) холестерин 2) фосфатидилинозиты 3) фосфатидилхолины 4) сфинголипиды 5) фосфатидилэтаноламины Выберите правильную комбинацию ответов: а) 1, 2, 3, 4, 5 б) 1, 2, 4, 5 в) 1, 2, 3 г) 2, 3, 4, 5 д) 1, 4, 5 9. ГЛАВНЫМ ФЕРМЕНТОМ, ПЕРЕВАРИВАЮЩИМ ЖИРЫ У ВЗРОС-ЛЫХ, ЯВЛЯЕТСЯ а) амилаза б) липаза желудка в) пепсин г) липаза поджелудочной железы д) трипсин 10. ЖЕЛЧНЫЕ КИСЛОТЫ НЕОБХОДИМЫ ДЛЯ 1) эмульгирования углеводов 2) эмульгирования жира 3) активации липазы поджелудочной железы 4) всасывания жирных кислот с короткой цепью 5) всасывания жирных кислот с длинной цепью 6) всасывания моно-, ди- и триацилглицеринов Выберите правильную комбинацию ответов а) 1, 2, 3, 5 б) 1, 3, 4, 6 в) 2, 3, 5, 6 г) 1, 3, 4, 5 д) 1, 2, 3, 4 11. ДЛЯ ПЕРЕВАРИВАНИЯ ЖИРОВ В ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ НЕОБХО-ДИМЫ 1) щелочная среда 2) липаза поджелудочной железы 3) липопротеинлипаза 4) желчные кислоты 5) колипаза Выберите правильную комбинацию ответов а) 1, 3, 5 б) 1, 2, 3, 4 в) 1, 2, 4, 5 г) 1, 3, 4, 5 д) 2, 3, 4, 5 12. ЖИРЫ, СИНТЕЗИРОВАННЫЕ В ПЕЧЕНИ, ПОСТУПАЮТ В КРОВЬ В СОСТАВЕ а) хиломикронов б) ЛПОНП в) ЛПНП г) ЛПВП д) НЭЖК 13. ХИЛОМИКРОНЫ – ЭТО а) гликолипиды б) липопротеины в) металлолипиды г) гормоны д) ферменты 14. РАСЩЕПЛЕНИЕ ХИЛОМИКРОНОВ ПРОИСХОДИТ ПОД ДЕЙСТВИ-ЕМ ФЕРМЕНТА а) каталазы б) липопротеинлипазы в) триглицеридлипазы г) катепсинов д) амилазы 15. ВЫСШИЕ ЖИРНЫЕ КИСЛОТЫ В ПРОЦЕССЕ ИХ КАТАБОЛИЗМА РАЗРУШАЮТСЯ ПРЕИМУЩЕСТВЕННО ПУТЁМ а) восстановления б) дезаминирования в) β-окисления г) гидролиза д) декарбоксилирования 16. ОКИСЛЕНИЕ ЖИРНЫХ КИСЛОТ В КЛЕТКЕ ЛОКАЛИЗОВАНО а) в лизосомах б) в митохондриях в) в ядре г) в эндоплазматическом ретикулуме 17. АКТИВНАЯ ФОРМА ЖИРНОЙ КИСЛОТЫ – ЭТО а) её тиоэфир б) фосфорный эфир в) метилированное производное г) аденилированный продукт 18. КАРНИТИН ЯВЛЯЕТСЯ ПЕРЕНОСЧИКОМ а) жирной кислоты в цитозоль б) жирной кислоты в митохондрию в) глицерина в митохондрию г) глутамата в митохондрию 19. ПРИ ОКИСЛЕНИИ ПАЛЬМИТИНОВОЙ КИСЛОТЫ (С16) ОБРАЗУЕТ-СЯ а) 140 моль АТФ б) 130 моль АТФ в) 98 моль АТФ г) 148 моль АТФ 20. В ОКИСЛЕНИИ ЖИРНЫХ КИСЛОТ ПРИНИМАЮТ УЧАСТИЕ а) оксидазы б) дегидрогеназы в) редуктазы г) пероксидазы 21. ПОСЛЕ ПОЛНОГО ГИДРОЛИЗА ГЛИЦЕРОФОСФОЛИПИДОВ ОБРА-ЗУЮТСЯ а) глицерин и жирные кислоты б) глицерин, жирные кислоты и фосфорная кислота в) глицерин, жирные кислоты, фосфорная кислота и азотсодержащие молекулы г) глицерин, жирные кислоты и азотсодержащие молекулы д) глицерин, жирные кислоты, фосфорная кислота и глюкоза 22. ДЛЯ СИНТЕЗА ЖИРНЫХ КИСЛОТ ТРЕБУЮТСЯ 1) глюкозо-6-фосфат 2) ацетил-КоА 3) АТФ 4) аммиак 5) НАДН 6) НАДФН Выберите правильную комбинацию ответов 1) 1, 2, 3, 5 2) 2, 3, 6 3) 1, 2, 3, 4) 1, 3, 4 5) 1, 2, 3, 5 23. К КЕТОНОВЫМ (АЦЕТОНОВЫМ) ТЕЛАМ ОТНОСЯТСЯ 1) ацетон 2) β-гидроксибутират 3) ацетоуксусная кислота 4) α-кетоглутаровая кислота 5) пируват Выберите правильную комбинацию ответов: а) 1, 2 б) 1, 3, 4 в) 2, 3, 4 г) 1, 2, 3 д) 1, 4, 5 24. КЕТОНЕМИЯ ОПАСНА ТЕМ, ЧТО ПРИВОДИТ К а) обезвоживанию тканей б) метаболическому ацидозу в) повышению кровяного давления г) метаболическому алкалозу 25. ПРИ АТЕРОСКЛЕРОЗЕ ПРОИСХОДИТ 1) повышение содержания в крови атерогенных липопротеинов 2) снижение чувствительности рецепторов к ЛПНП 3) снижение активности липопротеинлипазы 4) снижение содержания в крови ЛПВП 5) повышение содержания кетоновых тел Выберите правильную комбинацию ответов а) 1, 2 б) 1, 4 в) 2, 3, 4 г) 1, 2, 3, 4 д) 1, 4 26. ТРАНСПОРТ ХОЛЕСТЕРИНА ОТ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ В ПЕЧЕНЬ ОБЕСПЕЧИВАЮТ а) хиломикроны б) ЛПОНП в) ЛПНП г) ЛПВП д) альбумины 27. К ЛИПОТРОПНЫМ ВЕЩЕСТВАМ ОТНОСЯТСЯ 1) высшие жирные кислоты 2) метионин; 3) холин; 4) триглицериды; 5) витамины В6 В9 В12 В15 Выберите правильную комбинацию ответов 1) 2, 3, 5 2) 1, 2, 3 3) 3, 4, 5 4) 1, 4, 5 5) 2, 4 28. ОЖИРЕНИЕ ВЫЗЫВАЮТ 1) усиление липолиза 2) торможение липолиза; 3) усиление липогенеза; 4) гиподинамия; 5) переедание; 6) тяжелая мышечная работа Выберите правильную комбинацию ответов а) 1, 2, 3, 4, 5 б) 1, 2, 4, 5 в) 1, 2, 3 г) 2, 3, 4, 5 д) 1, 4, 5 29. ЛХАТ – ЭТО ФЕРМЕНТ, КОТОРЫЙ ЭТЕРИФИЦИРУЕТ а) глицерин б) холестерин в) этанол г) сфингозин 30. ПРИ ГИДРОЛИЗЕ СФИНГОМИЕМИНА ОБРАЗУЮТСЯ а) сфингозин + жирная кислота + глюкоза б) сфингозин + жирная кислота + фосфорная кислота + холин в) глицерин + жирная кислота + фосфорная кислота + холин г) сфингозин + жирная кислота + фосфорная кислота + этаноламин ДОПОЛНИТЕЛЬНО ДЛЯ ПЕДИАТРОВ 31. У БОЛЬНОГО С ГЕНЕТИЧЕСКИМ ДЕФЕКТОМ ЛИПОПРОТЕИНЛИ-ПАЗЫ НАБЛЮДАЕТСЯ а) гиперхолестеринемия б) повышение содержания жирных кислот в крови в) гиперхиломикронемия г) нарушение переваривания жиров д) нарушение всасывания жиров 32. ПРИЧИНОЙ ЦЕРЕБРОЗИДОЗА ЯВЛЯЕТСЯ а) отсутствие фосфолипазы б) отсутствие ферментов, расщепляющих цереброзиды в) отсутствие липопротеинлипазы г) усиление образования цереброзидов 33. В основе болезни Рефсума лежит нарушение обмена: а) стеариновой кислоты б) фосфорной кислоты в) фитановой кислоты г) олеиновой кислоты 34. Приведите пример тезаурисмоза холестерина а) болезнь Помпе б) болезнь Мак-Ардля в) болезнь Вольмана г) болезнь Гоше 35. Ганглиозиды наследуются по а) материнскому типу наследования б) аутосомно-рецессивному типу наследования в) аутосомно-доминантному типу наследования г) рецессивному, сцепленному с Х-хромосомой 36. Генетический дефект церамидазы приводит к развитию а) болезни Фарбера б) болезни Помпе в) болезни Херса г) болезни Гоше 37. В основе болезни Гоше лежит блок фермента а) церамидазы б) α-галактозидазы в) β-глюкоцереброзидазы г) гексозоаминидазы 38. Триада Крисчена включает 1) несахарный диабет 2) экзофтальм 3) сахарный диабет 4) дефекты костей черепа Выберите правильную комбинацию ответов а) 1,2,3,4 б) 1,2,3 в) 1,2,4 г) 2,3,4 39. Атрофия зрительного нерва – ведущий симптом а) болезни Помпе б) болезни Краббе в) болезни Рефсума г) болезни Фабри 40. Болезни накопления липидов – следствие нарушения функций а) ферментов микросом б) ферментов митохондрий в) ферментов рибосом г) ферментов лизосом |