Михаил Ермолаев - Биологическая химия

Лецитины, кефалины и серинфосфатиды подвергаются расщеплению ферментами, носящими общее название "лецитиназы". Это гидролитические ферменты, которые осуществляют последовательный распад фосфолипидов. В организме обнаружены 4 лецитиназы — А, В, С и D, которые последовательно расщепляют молекулу фосфолипидов на жирные кислоты, глицерин, фосфорную кислоту и азотистое основание. Последовательность действия лецитиназ будет следующей:

Действие лецитиназ

Глицерин, фосфорная кислота и азотистые основания как водорастворимые вещества непосредственно всасываются в стенку кишечника. Жирные кислоты всасываются в виде холеиновых комплексов.

В пище холестерин содержится как свободным, так и связанным, в виде эфиров с высшими жирными кислотами. Последний в кишечнике расщепляется на свободный холестерин и жирные кислоты. Как жирные кислоты, так и свободный холестерин при участии парных желчных кислот всасываются в стенку кишечника, где происходит синтез специфичных для организма липоидов. Таким образом, в стенке кишечника накапливаются глицерин, жирные кислоты, моно-, ди- и триглицериды, фосфолипиды, холестерин и другие липоиды.

Рис. 56. Схема строения хиломикрона

Основная часть жира до 60% поступает в лимфатическую систему и через грудной проток лимфа, богатая мельчайшими капельками жира, попадает в общий круг кровообращения. Оставшиеся 40% жира формируют с белками липопро-теидные комплексы — хиломикроны (рис. 56). Последние, как и фосфолипиды, являются транспортной формой жира ив таком виде поступают в кровь воротной вены. В крови часть из них подвергается расщеплению липопротеин-липа-зой, которая активируется гепарином, на более мелкие ли-попротеидные комплексы. Из крови жиры в составе липо-протеидов и НЭЖК поступают в печень, где часть жира вновь распадается на составные части, из которых синтезируется специфический для организма жир, часть откладывается в виде запаса, часть поступает в жировые депо (сальник, подкожная и околопочечная клетчатка и т. д.), часть же жиров разносится кровью ко многим органам и тканям, где подвергается различным превращениям. В кровь поступает также и часть жирных кислот, освободившихся при распаде хиломикронов. Такие свободные жирные кислоты являются весьма токсичными для организма. Однако отравления ими не происходит, потому что жирные кислоты немедленно соединяются с альбуминами и такие комплексы называются неэстерифицированными жирными кислотами — НЭЖК. В такой форме жирные кислоты уже не проявляют своих токсических свойств. В клетках эти комплексы распадаются и жирные кислоты окисляются с освобождением большого количества энергии, в том числе в клетках сердечной мышцы, для которых они являются одним из основных источников энергии.

Рис. 57. Взаимоотношения органов в обмене жира

Схематичное представление об обмене жира в организме и взаимосвязи при этом различных органов дает рис. 57.

Поступивший в клетки нейтральный жир под действием тканевых липаз гидролизуется на глицерин и высшие жирные кислоты.

Глицерин активируется в глицерофосфат и может превратиться в фосфоглицериновый альдегид, пути превращения которого аналогичны рассмотренным в обмене углеводов: распад до молочной кислоты при гликолизе, окисление до СО 2и Н 2О при аэробном окислении, участие в синтезе гликогена.

В основе представлений о распаде высших жирных кислот лежит предложенная Кноопом в начале нашего столетия теория β-окисления. В последующие годы она была уточнена и дополнена на основе новейших методов исследования.

Сущность этой теории заключается в том, что в ходе одного цикла происходит окисление β-углеродного атома (второго от концевой карбоксильной группы кислоты), в результате чего жирная кислота укорачивается на 2 углеродных атома с образованием одной молекулы активной уксусной кислоты — ацетил-КоА. В общем виде этот процесс происходит следующим образом:

β-окисление протекает в митохондриях. Этот процесс начинается с активации жирней кислоты при участии АТФ, KoA, витаминов С и В 6и катализируется ферментом тиокиназой. Приведем дальнейший ход β-окисления:

Таким образом, в результате одного цикла β-окисления цепь жирной кислоты укорачивается на два углеродных атома, из которых образуется одна молекула ацетил-КоА и выделяется энергия как в ходе реакции β-окисления (5 АТФ), так и при "сгорании" ацетил-КоА в цикле Кребса (12 АТФ). Оставшаяся кислота подвергается аналогичному расщеплению до образования ацетил-КоА.

Ненасыщенные жирные кислоты, как предполагают, вначале насыщаются водородом и превращаются в насыщенные, а последние уже подвергаются β-окислению (в опытах in vitro ).

Процесс окисления жирных кислот протекает в основном в печени, мышцах, жировых депо, сердце и в меньшей степени в других органах. Процесс β-окисления подтверждает большое энергетическое значение жиров. Например, при полном распаде 1 молекулы 3-пальмитина образуется около 3680-4200 ккал с образованием при этом 412 молекул АТФ.

Наряду с процессами распада жиров в клетках постоянно происходит синтез специфических для каждого органа нейтральных жиров. Этот процесс называется липогенезом и включает образование глицерина, жирных кислот с последующим синтезом триглицерида.

Синтез глицерина возможен из продуктов распада углеводов и жиров.

Биосинтез жирных кислот во многом напоминает процесс х распада. И в этом случае в ходе каждого цикла происходит постепенное удлинение цепи жирной кислоты на два углеродных атома до получения специфичной для данного органа или ткани жирной кислоты с необходимым числом углеродных атомов. Однако синтез жирных кислот имеет и существенные различия. Так, он протекает в микросомах, идет с потреблением энергии за счет распада АТФ, требует для своего течения активированной углекислоты, КоА, водорода, переносчиком которого является восстановленный НАДФ-НАДФ*Н 2(последний образуется в пентозном цикле распада углеводов) и наличия "стартового" вещества малонил-КоА (малонил-КоА образуется из ацетил-КоА, активированной углекислоты и АТФ, как источника энергии).