1. Макронутрієнти ліпідного походження як один з основних компонентів харчування людини.
Ліпіди (від грец. Lipos - жир) відносяться до основних харчових речовин (макронутриєнтів).
Значення ліпідів в харчуванні:
1) енергетична - є важливим джерелом енергії, переважаючим в цьому плані все харчові речовини. При згорянні 1 г жиру
утворюються 9 ккал (37,7 кДж);
2) пластична - фосфоліпіди є структурною частиною всіх клітинних мембран і тканин, в тому числі нервової; є розчинниками
вітамінів А, Д, Е, К і сприяють їх засвоєнню; служать постачальниками речовин, що володіють високою біологічною активністю:
фосфатиди (лецитин), поліненасичені жирні кислоти (ПНЖК), стерини та ін .;
3) захисна - підшкірний жировий шар оберігає людину від охолодження, а жири навколо внутрішніх органів захищають їх від
струсів (наприклад нирки);
4) смакова - покращують смак їжі ( порівняйте вершковий та знежирений йогурт); викликають почуття тривалого насичення
(відчуття ситості);
5) регуляторна – стероїдну природу мають окремі гормони ( статеві, кортизол тощо).
Біологічна ефективність - показник якості жирів харчових продуктів, що відображає зміст в них незамінних поліненасичених
жирних кислот.
Насичені жирні кислоти (до межі насичені воднем - граничні) - пальмітинова, стеаринова, міристинова, масляна, капронова,
каприлова, арахінова і ін. Високомолекулярні граничні жирні кислоти (стеаринова, арахінова, пальмітинова) мають тверду
консистенцію, низькомолекулярні (масляна, капронова та ін.) - рідку.
У твердих жирах переважають насичені жирні кислоти (жири тварин і птахів) Чим більше насичених жирних кислот, тим вище
температура плавлення жиру, тим довше він перетравлюється і гірше засвоюється (баранячий і яловичий жири).
Біологічна активність насичених жирних кислот невелика. З насиченими жирними кислотами зв'язуються уявлення про
негативний їх вплив на жировий обмін, розвиток атеросклерозу. Є дані, що підвищення вмісту холестерину в крові пов'язано з
надходженням тваринних жирів, що мають в своєму складі насичені жирні кислоти. Надмірне надходження твердих жирів
також сприяє розвитку ішемічної хвороби серця, ожиріння, жовчнокам'яної хвороби та ін.
Мононенасичені - до них відноситься олеїнова кислота, що знаходиться практично в усіх жирах тваринного і рослинного
походження. Велике її кількість міститься в оливковій та соняшниковій олії (66,9%). Є дані про сприятливу дію олеїнової кислоти
на ліпідний обмін, зокрема на обмін холестерину і функції жовчовивідних шляхів. ВООЗ (2002) віднесла олеїнову кислоту до
можливих, але остаточно не доведених, аліментарних факторів, які знижують ризик серцево-судинних захворювань.
Поліненасичені (полієнові, ПНЖК) - мають дві і більше вільних подвійних зв'язки. До них відноситься лінолева кислота, що має
дві подвійні зв'язку, ліноленова, що має три подвійні зв'язки, і арахідонова, що має чотири подвійні зв'язки. Ці кислоти, завдяки
своїми біологічними властивостями, називаються вітаміном F. Лінолева і ліноленова кислоти відносяться до незамінних
(есенціальних) нутрієнтів, тому що не синтезуються в організмі і надходять тільки з їжею.
ПНЖК беруть участь в регуляції обмінних процесів в клітинних мембранах, в утворенні енергії в мітохондріях. Близько 25%
жирнокислотного складу мембран становить арахідонова кислота.
З ПНЖК в організмі утворюються тканинні гормоноподібні речовини (простагландини), вони позитивно впливають на жировий
обмін в печінці, підвищують еластичність кровоносних судин, нормалізують стан шкіри, необхідні для нормального
функціонування головного мозку.
Дуже багаті лінолевої кислотою рослинні олії (соняшникова, кукурудзяна, бавовняне і соєва). Хорошим джерелом лінолевої
кислоти є м'які маргарини, майонез, горіхи. З круп її найбільше в пшоні, але в 25 разів менше, ніж в соняшниковій олії. Зміст
арахідонової кислоти в харчових продуктах дуже невеликий. Найбільший вміст її в свинячому жирі (2 г%) і вершковому олії (0,20,5 г%)
Фізіологічні ефекти ПНЖК в організмі багато в чому пов'язані з їх метаболітами. Дослідження останніх років показали, що
ПНЖК сімейства омега-3 нормалізують жировий обмін, підвищують пластичність кровоносних судин, зменшують в'язкість крові,
перешкоджають утворенню тромбів, стимулюють імунітет (беруть участь в утворенні Т -лімфоцитів), продукцію
простагландинів, мають антиоксидантну та антиканцерогенну дію. Встановлено їх позитивна роль при лікуванні атеросклерозу,
ішемічної хвороби серця, гіпертонічної хвороби, виразки шлунку, цукрового діабету, алергічних і шкірних захворювань та ін.
Джерела жирів в харчуванні
Жоден з харчових жирів, взятий окремо, не може повністю забезпечити потреби організму в них. Так, тваринні жири, в тому
числі молочний жир, мають високі смакові якості, містять досить багато вітамінів А і D, лецитину, який володіє ліпотропними
властивостями. Однак в них мало ПНЖК і багато холестерину - одного з факторів ризику атеросклерозу.
Рослинні жири містять багато ПНЖК, вітаміну Е і ß-сітостеріна, що сприяє нормалізації обміну холестерину. Водночас в
рослинних оліях відсутні вітаміни А і Д, а при тепловій обробці ці масла легко окислюються.
Джерелами тваринних жирів є шпик свинячий (90-92% жиру), вершкове масло (62- 82%), жирна свинина (49%), ковбаси (2040%), сметана (10-30%), сири (15-45%) і ін.
Джерела рослинних жирів - рослинні масла (99,9% жиру), горіхи (53-65%), вівсяна крупа (6,1%), гречана крупа, пшоно (3,3%) та
ін. В здоровому харчуванні повинна передбачатися комбінація тварин і рослинних жирів.
Середньодобова фізіологічна потреба людини в насичених жирних кислотах складає 25 г, ПНЖК - 11 г. Найкращим
співвідношенням жирних кислот вважається: 10-20% поліненасичених, 30% насичених і 50-60% мононенасичених жирних
кислот. За рахунок жиру має забезпечуватися близько 30% добової енергетичної цінності раціону
2. Процес травлення ліпідів:
2.1. локалізація процесу, гормональні механізми його активації;
Перетравлення ліпідів відбувається у відділах шлунково-кишкового тракту за певних умов:
1) наявність ліполітичних ферментів – гідролаз;
2) емульгування ліпідів;
3) оптимальне значення рН середовища для дії ліпаз (середовище повинно бути нейтральним або слабколужним).
Основним місцем травлення ліпідів у дорослих людей є верхній відділ тонкої кишки, де ліпіди, що надійшли з
продуктами харчування, зазнають емульгації під дією жовчних кислот, які секретуються із жовчного міхура під
впливом пептидного гормону холецистокініну (він також стимулює екзокринні клітини підшлункової залози для
вивільнення ТАГ-ліпази у складі травних ферментів).
У відповідь на низький рН хімусу, що надійшов з шлунку, інші клітини кишечника виробляють пептидний гормон
секретин, який стимулює секрецію панкреатичного соку, збагаченого бікарбонатами, відбувається нейтралізація рН
у верхньому відділі тонкої кишки до відповідного значення рН оптимуму «роботи» ферментів травної системи. рН
середовища активації ТАГ-ліпази 6,2-7,8
2.2. жовчні кислоти: будова, класифікація, локалізація синтезу, амфіфільність жовчних кислот;
жовчні кислоти — важливі компоненти жовчі, що беруть участь
у перетравленні екзогенних жирів у кишечнику людини. Жовчні
кислоти є гідроксильованими похідними холанової кислоти;
Утворюються в печінці з холестерину й виділяються в складі
жовчі.
до них належать такі сполуки:
• холева (3,7,12-триоксихоланова),
• дезоксихолева (3,12-діоксихоланова),
• хенодезоксихолева (3,7-діоксихоланова)
• літохолева (3-оксихоланова) кислоти.
Холева та хенодезоксихолева кислоти (первинні жовчні кислоти) утворюються в печінці при гідроксилюванні
холестеролу та частковому окисленні в боковому ланцюзі.
Першим етапом у біосинтезі жовчних кислот є 7α-гідроксилювання холестеролу, що каталізується фермен том
мембран ендоплазматичного ретикулума 7α-гідроксилазою, який є однією з ізоформ цитохрому Р-450 та функціонує
за участю НАДФН, кисню та вітаміну С.
Жовчні кислоти — пригнічують активність 7α-гідроксилази за принципом негативного зворотного зв’язку. Після
утворення 7α-гідроксихолестеролу шлях біосинтезу жовчних кислот дихотомічно розгалужується: одна з гілок веде
до утворення холевої кислоти, друга — хенодезоксихолевої.
Ці сполуки надходять із гепатоцитів у жовчні капіляри і депонуюються в жовчному міхурі, надходячи з нього до
порожнини дванадцятипалої кишки. При дії ферментів мікроорганізмів, що містяться в кишечнику, утворюються
вторинні жовчні кислоти(з первинних) — дезоксихолева та літохолева.
Жовчні кислоти являють собою в основному кон’юговані
жовчні кислоти(також відомі як солі жовчних
кислот або жовчні солі): таурохолеву, глікохолеву та інші.
До складу жовчі входять переважно такі жовчні кислоти:
холева (3,7,12-тригідроксихоланова), хенодезоксихолева (3,7дигідроксихоланова) та їх кон’югати з гліцином і таурином –
глікохолева і таурохенодезоксихолева.
Основним, щодо кількості, представником жовчних кислот у
жовчі людини є холева кислота, яка бере участь в
емульгуванні жирів у кишечнику у вигляді натрієвої та калієвої
солей її кон’югованих форм — глікохолевої та таурохолевої
кислот.
Глікохолат і таурохолат містять в своїй структурі гідрофільні (радикали гліцину та таурину) та гідрофобні
(стероїдне ядро) молекулярні групи, і завдяки своїй амфіпатичній будові є високоактивними детергентами, що
необхідні для емульгування жирів у кишечнику.
Амфіфільність: Глікохолієва та таурохолієва кислоти містять в своїй будові гідрофільні групи (гліцин та таурин), та
гідрофобну складову – стероїдне ядро, завдяки чому здатні емульгувати харчові ліпіди. Жовчні кислоти діють як
детергенти, розташовуючись на поверхні крапель жиру і знижуючи поверхневий натяг. У результаті великі краплі
жиру розпадаються на безліч дрібних, тобто відбувається емульгування жиру.
Жовчні кислоти виконують такі біологічні функції: 1) емульгування, 2) активація ліпаз і 3) транспортування.
2.3. емульгація, умови емульгації (рН середовища, роль жовчних кислот);
Жовчні кислоти діють як детергенти, розташовуючись на поверхні крапель жиру і знижуючи поверхневий натяг. У
результаті великі краплі жиру розпадаються на безліч дрібних, тобто відбувається емульгування жиру. Емульгування
призводить до збільшення площі поверхні розділу фаз жир/вода, що прискорює гідроліз жиру панкреатичної
ліпазою.
Перетравлення екзогенного жиру обов'язково вимагає попереднього емульгування. Деякі харчові жири надходять
до організму вже в емульгованій формі, наприклад молочний жир. Для інших необхідно емульгування за
допомогою спеціальних речовин – емульгаторів (детергентів).
Емульгатори – речовини амфіфільної природи. Вони знижують поверхневий натяг і стабілізують емульсію Загальне
у будові емульгаторів: наявність гідрофільних та гідрофобних ділянок. Гідрофільною ділянкою молекула
емульгатора розчиняється у воді, гідрофобною – у жирі. Завдяки цьому створюється велика площа контакту жиру з
водною фазою, де знаходиться фермент. Білки можуть виступати в ролі емульгаторів. Немовлятам емульгатори не
потрібні: вони отримують вже емульгований жир молока.
В організмі людини емульгаторами є ЖОВЧНІ КИСЛОТИ.
Також необхідною умовою є рН середовища для активації ТАГ-ліпази (6,2-7,8). оптимальне значення рН середовища
для дії ліпаз (середовище повинно бути нейтральним або слабколужним)
2.4. ферментативний гідроліз триацилгліцеролів, фосфоліпідів та естерів холестеролу;
У дорослих людей перетравлення жиру йде тільки в кишечнику за схемою: «виділення жовчі - емульгування жиру
- дія панкреатичної ліпази».
Лінгвальна ліпаза. Виробляється клітинами слизової оболонки задньої частини язика. Дія цього ферменту
проявляється лише у шлунку (раніше вважали, що це – шлункова ліпаза). Мовна ліпаза може перетравлювати вже
емульгований жир. Її pH-оптимум – 4-5. Тому у шлунку дорослої людини язична ліпаза неактивна. Реально жири
перетравлюються язичної ліпази тільки у немовлят.
Перетравлення жирів відбувається в тонкому кишківнику, однак вже в шлунку невелика частина жирів
гідролізується під дією «ліпази язика». Цей фермент синтезується залозами на дорсальній поверхні язика і відносно
стійкий при кислих значеннях рН шлункового соку. Тому він діє протягом 1-2 год на жири їжі в шлунку.
Однак внесок цієї ліпази в перетравлення жирів у дорослих людей незначний. Основний процес травлення
відбувається в тонкій кишці. У дітей, особливо немовлят, умови для перетравлення ліпідів створюються в шлунку, що
забезпечує 50 перетравлення нейтральних жирів (триацилгліцеринів) молока шлунковою ліпазою. рН середовища у
шлунку дитини становить близько 5,0 (слабко кисле середовище), жир молока є тонкою емульсією, тому певна його
кількість розщеплюється шлунковою ліпазою.
Першою фазою обміну жирів
(триацилгліцеринів), які становлять основну
масу ліпідів їжі, є їх гідроліз під впливом
панкреатичної ліпази.
Ліпаза, як і всі ферменти, – це білок, який розчиняється у воді, а жири у воді не розчиняються. Саме тому ліпаза
діє на жири, головним чином, на межі розділу фаз вода-жир.
Оптимальне значення рН для панкреатичної ліпази ≈8 досягається шляхом нейтралізації кислого вмісту, що
надходить із шлунка, бікарбонатом, що виділяється у складі соку підшлункової залози:
Н + + НСО3-→ Н2СО3 → Н2О + СО2 ↑
Вуглекислий газ, що виділяється, сприяє додатковому перемішування вмісту тонкої кишки.
Панкреатична ліпаза синтезується в підшлунковій залозі в неактивній формі. У кишківнику вона активується
спеціальними кофакторами – коліпазою і жовчними кислотами.
Гідроліз триацилгліцеринів відбувається ступенево. Спочатку під дією ліпази розпадаються зовнішні
складноефірні зв'язки (-ефірні зв'язки). Продуктами гідролізу найчастіше є -моноацилгліцерин і вільні жирні
кислоти. -Моноацилгліцерини всмоктуються стінкою кишківника і або використовуються для ресинтезу
триацилгліцеринів у стінці кишківника, або розщеплюються неспецифічними карбоксиестеразами кишківника чи
соку підшлункової залози на вільну жирну кислоту і гліцерин. Сприяють гідролізу триацилгліцеринів іони кальцію, які
утворюють комплекси з вільними жирними кислотами
Перетравлення фосфоліпідів. Фосфоліпіди гідролізуються групою ліполітичних ферментів, що називаються
фосфоліпазами. Існує декілька типів фосфоліпаз (А1, А2, С і D), які гідролізують різні зв'язки в молекулі фосфоліпіду.
Фосфоліпаза - це фермент, який гідролізує фосфоліпіди на жирні кислоти та інші ліпофільні речовини. Кислоти
викликають вивільнення зв’язаного кальцію з клітинних запасів і, як наслідок, збільшення вільного цитозольного Ca 2+ , що
є важливим етапом сигналізації кальцію для регулювання внутрішньоклітинних процесів.
• Фосфоліпаза A1 – розщеплює ацильний ланцюг sn -1 (де sn відноситься до стереоспецифічної нумерації ).
• Фосфоліпаза А2 – розщеплює sn -2 ацильний ланцюг , вивільняючи арахідонову кислоту . Фосфоліпаза А2 діє на
неушкоджену молекулу лецитину і гідролізує жирну кислоту, етерифіковану до другого атома
вуглецю. Отриманими продуктами є лізолецитин і жирна кислота. Фосфоліпаза А2 — це фермент, присутній в
отруті бджіл , соняшників і гадюк .
• Фосфоліпаза С – розщеплюється перед фосфатом, вивільняючи діацилгліцерин і головну групу, що містить
фосфат. ПЛК відіграють центральну роль у передачі сигналу , вивільняючи другий
месенджер інозитолтрифосфат .
• Фосфоліпаза D – розщеплює фосфат, вивільняючи фосфатидну кислоту та спирт.
Типи C і D вважаються фосфодіестеразами .
Перетравлення стеридів. Ефіри холестерину, які надходять до організму в складі їжі (багаті на них жовток яйця,
вершкове масло, ікра та ін.), розщеплюються в кишківнику за допомогою панкреатичної холестеролестерази. Цей
фермент активується жовчними кислотами. Після ферментативного гідролізу утворюються вільний холестерин і
жирні кислоти.
2.5. етапи всмоктування продуктів травлення харчових ліпідів, стеатореї.
У тонкому кишківнику відбувається всмоктування таких продуктів перетравлювання ліпідів: жирних кислот,
гліцерину, 2-моноацилгліцерину, холіну й інших спиртів, Н3РО4, сфінгозину, холестерину.
Близько 50 % ліпідів всмоктується у вигляді 2-моноацилгліцеринів, проходячи мембранний бар'єр завдяки простій
дифузії. 55 Близько 3-6 % ліпідів всмоктується у вигляді триацилгліцеринів шляхом піноцитозу.
Всмоктування жирних кислот залежить від довжини вуглеводневого ланцюга. Так, коротколанцюгові жирні
кислоти (до 12 вуглецевих атомів) транспортуються простою дифузією всередину кишкового епітелію. Жирні
кислоти, які мають більше за 14 вуглецевих атомів, утворюють транспортні комплекси з жовчними кислотами, що
звуться холеїновими комплексами. Це полегшений транспорт, в якому роль переносника виконують жовчні кислоти.
Усередині стінки кишківника холеїновий комплекс розпадається і жовчні кислоти по системі портальної вени
надходять до печінки. З печінки вони знову повертаються із жовчю в кишківник. Цей кругообіг називають кишковопечінковою циркуляцією жовчних кислот.
Інші продукти перетравлення ліпідів, такі як гліцерин, фосфати у вигляді натрієвих і калієвих солей, а також
спирти (холін, сфінгозин) легко всмоктуються, в основному, шляхом пасивного транспорту.
Продукти перетравлення ліпідів, які потрапили в результаті всмоктування в слизову оболонку кишківника,
транспортуються в кров і лімфу. У кров воротної вени і далі в печінку надходять коротколанцюгові жирні кислоти,
гліцерин, фосфати, холін та інші спирти гліцерофосфатидів. Довголанцюгові жирні кислоти, холестерин,
триацилгліцерини, моноацилгліцерини і більша частина фосфоліпідів після всмоктування виявляються в лімфі.
Перед надходженням у лімфу в стінці кишківника ліпіди ресинтезуються.
Оскільки більшість ліпідів нерозчинна у воді, їх перенос здійснюється у вигляді ліпопротеїнових комплексів.
Стеаторея – це надлишок у калі неперетравлених ліпідів внаслідок мальабсорбції (порушення всмоктування).
Види стеатореї:
• Панкреатична стеаторея виникає внаслідок порушення
екзокринної функції підшлункової залози, дефіцит ліполітичних
ферментів (ліпаз).
• Гепатогенна стеаторея виникає внаслідок розвитку
холестатичного синдрому (порушення утворення жовчі та/або
виведення). Порушується емульгування ліпідів.
• Ентерогенна стеаторея виникає внаслідок порушення
ресинтезу ТАГ та синтезу хіломікронів в ентероцитах.
При стеатореї порушується всмоктування жиророзчинних
вітамінів (А, D, Е, К) і незамінних жирних кислот, тому при
довготривалій стеатореї розвивається недостатність цих
незамінних факторів харчування.
3. Утворення транспортних форм ліпідів – ліпопротеїнів (хіломікронів), їх будова та функції.
Хіломікрони — це частинки ліпопротеїнів , які складаються з тригліцеридів (85–92% ), фосфоліпіди (6-12%), холестерин (1-3%)
і білки (1-2%). Вони транспортують харчові ліпіди з кишечника в інші місця тіла. ULDL є однією з п’яти основних груп
ліпопротеїнів (відсортованих за щільністю), які забезпечують жири та холестерин рухатися у водному розчині кровотоку. Білок,
специфічний для хіломікронів, — ApoB48 .
Походження
Синтез хіломікронів відбувається в ЕР епітеліальних клітин, що вистилають тонку кишку, далі вони переміщаються спочатку в
лімфатичну систему, а потім через ліву підключичну вену у кровоносне русло
Панкреатичні ліпази перетравлюють харчові тригліцериди в просвіті тонкої кишки , утворюючи моногліцериди та жирні
кислоти . Ці ліпіди всмоктуються ентероцитами шляхом пасивної дифузії . Усередині клітини ці ліпіди транспортуються
до гладкого ендоплазматичного ретикулуму , де вони повторно етерифікуються з утворенням тригліцеридів. Ці тригліцериди
разом із фосфоліпідами та холестерином додаються до аполіпопротеїну B48 для утворення незрілих хіломікронів. Незрілі
хіломікрони транспортуються з гладкого ER до апарат Гольджі через білки SAR1B , де вони процесуються, в результаті чого
утворюються зрілі хіломікрони.
Зрілі хіломікрони секретуються через базолатеральну мембрану в молочні залози , де вони з'єднуються з лімфою ,
перетворюючись на хілус . Лімфатичні судини несуть хілус до лімфатичних проток , перш ніж вони приєднаються до венозного
повернення великого кровообігу через підключичні вени . Звідти хіломікрони постачають тканину жиром, який поглинається з
їжі. Важливо відзначити, що на відміну від перетравлених вуглеводів (у формі моносахаридів ) і білків (у формі амінокислот)),
перетравлені ліпіди (у формі хіломікронів) минають портальну систему печінки , уникаючи метаболізму першого проходження .
Будова:
Функція:
Хіломікрони транспортують ліпіди, абсорбовані з кишечника, до жирової , серцевої та скелетної м’язової тканини, де їхні
тригліцеридні компоненти гідролізуються активністю ліпопротеїнліпази , дозволяючи вивільненим вільним жирним
кислотам поглинатися тканинами. Коли велика частина ядра тригліцеридів гідролізована, утворюються залишки хіломікрону, які
поглинаються печінкою, таким чином також переносячи харчовий жир до печінки.
4. Ліпопротеїнліпаза, її роль у транспорті харчових ліпідів до периферичних органів і тканин.
ЛІПОПРОТЕЇНЛІПАЗА (ЛПЛ). ЛПЛ розщеплює
тригліцериди найбільших за розміром і багатих ліпідами
ліпопротеїнів плазми крові - хіломікронів до жирних
кислот, які поглинаються тканинами. ЛПЛ «регулює»
рівень ліпідів в крові.
ЛП-ліпаза пов'язана з гепарансульфатом
(гетерополісахаридом), що знаходиться на поверхні
ендотеліальних клітин, що вистилають стінки капілярів
кровоносних судин. ЛП-ліпаза гідролізує молекули
жирів до гліцерину і 3 молекул жирних кислот. На
поверхні ХМ розрізняють 2 фактора, необхідних для
активності ЛП-ліпази - апоС-II і фосфоліпіди. АпоС-II
активує цей фермент, а фосфоліпіди беруть участь у
зв'язування ферменту з поверхнею ХМ. ЛП-ліпаза
синтезується в клітинах багатьох тканин: жирової,
м'язової, в легенях, селезінці, лактуючих клітинах
молочної залози.
5. Адипоцити жирової тканини – основне місце депонування ТАГ.
В жировій тканині для синтезу жирів в основному використовуються жирні кислоти, звільнені при гідролізі жирів ХМ і
ЛПДНЩ.
Жирні кислоти надходять в адипоцити, перетворюються в похідні КоА і взаємодіють з гліцерол-3-фосфатом, утворюючи
спочатку лізофосфатидну кислоту, а потім фосфатидну. Фосфатидна кислота після дефосфорилювання перетворюється в
диацилгліцерол, який ацилюється з утворенням триацилгліцеролу.
Крім жирних кислот, які надходять в адипоцити з крові, в цих клітинах йде синтез жирних кислот із продуктів розпаду
глюкози.
В адипоцитах для забезпечення реакцій синтезу жиру розпад глюкози йде двома шляхами: гліколіз, що забезпечує
утворення гліцерол-3-фосфату і ацетил-КоА, і пентозофосфатний шлях, окислювальні реакції якого забезпечують
утворення NADPH - донора водню в реакціях синтезу жирних кислот.
Молекули жирів в адипоцитах об'єднуються у великі жирові краплі, не містять води, і тому є найбільш компактною
формою зберігання паливних молекул.
Депонування жиру в адипоцитах в абсорбтивному періоді. Після їжі при підвищенні концентрації глюкози в крові
збільшується секреція інсуліну. Інсулін активує транспорт глюкози всередину адипоцитів, діючи на ГЛЮТ-4, і синтез ЛПліпази в адипоцитах та її експонування на поверхні стінки капілярів. ЛП-ліпаза, пов'язана з ендотелієм судин, гідролізує
жири в 67 складі ХМ і ЛПДНЩ. АпоС-II на поверхні ХМ і ЛПДНЩ активує ЛП-ліпазу. Жирні кислоти проникають в адипоцит,
а гліцерол транспортується в печінку. Оскільки в адипоцитах немає ферменту гліцеролкінази, то вільний гліцерол не може
використовуватися для синтезу ТАГ в цій тканині. Активовані жирні кислоти взаємодіють з гліцерол-3-фосфатом, який
утворюється з дигідроксиацетонфосфату, і через фосфатидну кислоту перетворюються у ТАГ, які депонуються в
адипоцитах.
6. Внутрішньоклітинний катаболізм триацилгліцеролів:
6.1. характеристика внутрішньоклітинного ліполізу, активація гормончутливої ТАГ-ліпази;
Ліполіз ТАГ – розщеплення триацилгліцеролів - фізіологічний механізм «постачання енергії» у вигляді жирних кислот,
особливо в умовах вичерпання вуглеводних резервів або при стресових ситуаціях, так званий процес мобілізації жирних кислот
із жирової тканини.
Внутрішньоклітинний ліполіз тригліцеридів здійснюється в три етапи, на кожному із яких від залишку гліцеролу відщеплюється
по одній жирній кислоті, проміжними продуктами відповідно є диацилгліцероли та моноацилгліцероли.
Кожен із етапів каталізується окремим ферментом: перший — тригліцеридліпазою, другий — дигліцеридліпазою, а третій —
моногліцеридліпазою. Перший із зазначених ензимів є регуляторним, його активність може змінюватись внаслідок
зворотного фосфорилювання/дефосфорилювання, яке відбувається під впливом гормонів,
зокрема адреналіну, глюкагону, інсуліну та соматотропіну.
Каталітично активною є фосфорильована форма тригліцеридліпази. Проте головним чином вплив гормонів на мобілізацію
жирних кислот опосередковується не зміною активності тригліцеридліпази, а зміною доступності запасів жиру для неї. Поверхня
жирової краплі в адипоцитах покрита білками периліпінами, які перешкоджають взаємодії ферментів із тригліцеридами.
Фосфорилювання цих білків змінює їх функції, і вони стають залучати тригліцеридліпазу до розщеплення ліпідної краплі
Загальна швидкість ліполізу контролюється активністю ТАГ-ліпази - регуляторного ферменту, який каталізує найбільш повільну
реакцію ліполізу. Регуляція активності ензиму відбувається через каскадний механізм за допомогою гормонів: адреналіну,
глюкагону, інсуліну, соматотропіну.
Активність двох останніх ензимів значно вища і залежить від концентрації відповідних субстратів реакцій.
Молекулярною основою регуляції активності ТАГ-ліпази адипоцитів є її ковалентна модифікація (обернене фосфорилювання-дефосфорилювання). Каталітично активною є фосфори-льована форма ТАГ-ліпази, дефосфорильована - неактивна.
6.2. ферментативні реакції ліполізу, мобілізація ВЖК;
Ферментативні реакції ( дивитись попередній пункт)
Зазначений ступеневий процес ліполізу, що відбувається в адипоцитах жирової тканини, каталізується
трьома ферментами — тригліцерид-, дигліцерид- та моногліцеридліпазою. Активність двох останніх
ферментів (E2 та E3) в декілька десятків разів перевищує активність першого ф ерменту (E1). Звичайно
загальна швидкість багатоступеневого метаболічного ланцюга контролюється активністю ферменту, що
каталізує найбільш повільну (лімітуючу) стадію процесу. Тому такий фермент є регуляторним, і, дісно,
активність тканинної тригліцеридліпази (ТГ-ліпази) регуляється багатьма гормонами, зокрема адреналіном,
глюкагоном, інсуліном, соматотропіном.
Це зображення ілюструє три окремі етапи гідролізу, які беруть участь у ліполізі. На першому
етапі триацилгліцерин гідролізується з утворенням діацилгліцерину , який каталізується жировою тригліцеридліпазою (ATGL). На другому етапі діацилгліцерин гідролізується з утворенням моноацилгліцерину , який
каталізується гормоночутливою ліпазою (HSL). На останньому етапі моноацилгліцерин гідролізується з утворенням гліцерину ,
який каталізується моноацилгліцеролліпазою (MGL).
Регуляція мобілізації жирів
Мобілізація депонованих жирів стимулюється глюкагоном і адреналіном і, меншою мірою, деякими іншими гормонами
(соматотропним, кортизолом).
У постабсорбтивний період і при голодуванні глюкагон, діючи на адипоцити через аденілатциклазну систему, активує
протеїнкіназу А, яка фосфорилює і, таким чином, активує гормончутливу ліпазу, що ініціює липоліз і виділення жирних
кислот та гліцерину в кров.
При фізичній активності збільшується секреція адреналіну, який діє через β-адренергічні рецептори адипоцитів, які
активують аденілатциклазну систему. В даний час виявлено 3 типи β-рецепторів: β1, β2, β3, активація яких призводить до
ліполітичної дії. До найбільшої ліполітичної дії призводить активація β3-рецепторів.
Адреналін одночасно діє і на α2- рецептори адипоцитів, пов'язані з інгібуючим G-білком, що інактивує аденілатциклазну
систему. Ймовірно, дія адреналіну двояка: при низьких концентраціях в крові переважає його антиліполітична дія через
α2- рецептори, а при високій - переважає ліполітична дія через β-рецептори.
Для м'язів, серця, нирок, печінки при голодуванні або фізичній роботі жирні кислоти стають важливим джерелом енергії.
У результаті мобілізації жирів концентрація жирних кислот у крові збільшується приблизно у 2 рази, однак абсолютна
концентрація жирних кислот у крові невелика навіть у цей період. Т1/2 жирних кислот у крові теж дуже малий (менше 5
хв), що означає існування швидкого потоку жирних кислот з жирової тканини до інших органів. Коли постабсорбтивний
період змінюється абсорбтивним, інсулін активує специфічну фосфатазу, яка дефосфорилює гормончутливу ліпазу, і
розпад жирів зупиняється.
6.3. механізми регуляції активності ТАГ-ліпази за участю норадреналіну, адреналіну, глюкагону, інсуліну.
Див. Попередній пункт
7. Значення ліполізу як одного з основних механізмів енергозабезпечення організму людини.
Жирове депо людини: гіподерма (підшкірна жирова
клітковина) та вісцеральний компартмент жиру (сальники,
брижі, ретроперитонеальний простір).
Адипоцити жирової тканини здатні накопичувати ТАГ у
кількості до 80% об'єму клітини та за кількості кілокалорій
(140 000 ккал) можуть забезпечити голодування до 40 діб.
ТАГ – резерв енергетичних субстратів ВЖК, які не можуть
накопичуватися в клітині у вільному вигляді за рахунок
детергентних властивостей (С17Н35СООNa – мило).
Внутрішньоклітинний ліполіз – процес вивільнення з
жирового депо (адипоцитів) ВЖК та гліцеролу внаслідок
гідролізу ТАГ під дією ТАГ-ліпази, ДАГ-ліпази та МАГ-ліпази.
ВЖК є енергетичними субстратами для клітин багатьох
тканин, крім головного мозку та еритроцитів. Після
надходження у кров ВЖК транспортуються у зв'язаній з
альбуміном формі.
Головна біологічна роль ліполізу - збільшення вмісту в
плазмі крові вільних ВЖК які є субстратами енергозабезпечення клітин.
Ліполіз активується під час:
• голодування
• тривалому фізичному навантаженні
• стрес-синдрому
• зменшення температури навколишнього середовища