Вопрос №92
Окисление жирных кислот. Значение, сущность, последовательность реакций. Энергетика процессов. Регуляторная реакция. Связь с ЦПЭ и ЦТК.
β-окисление – процесс расщепления ЖК с целью извлечения энергии.
Специфический путь катаболизма ЖК до ацетил-КоА.
Протекает в митохондриях.
Включает 4 повторяющиеся реакции (т.е. условно циклический):
окисление → гидратация → окисление → расщепление.
В конце каждого цикла ЖК укорачивается на 2 углеродных атома в виде ацетил-КоА (поступающий в ЦТК).
1 и 3 реакции – реакции окисления, связаны с ЦПЭ.
Принимают участие вит. В2 – кофермент ФАД, вит. РР – НАД, пантотеновая кислота – HS-KoA.
Механизм переноса ЖК из цитоплазмы в митохондрию.
ЖК перед поступлением в митохондрию должны быть активированы.
Только активированная ЖК = ацил-КоА может транспортироваться через двойную мембрану липидов.
Переносчик – L-карнитин.
Регуляторный фермент β-окисления – карнитинацилтрансфераза-I (KAT-I).
КАТ-I переносит ЖК в межмембранное пространство.
Под действием КАТ-I ацил-КоА переносится на переносчик L-карнитин.
Образуется ацилкарнитин.
При помощи встроенной во внутреннюю мембрану транслоказы ацилкарнитин перемещается в митохондрию.
В матриксе под действием КАТ-II ЖК отщепляется от карнитина и вступает в β-окисление.
Карнитин возвращается обратно в межмембранное пространство.
Реакции β-окисления
Окисление: ЖК окисляется с участием ФАД (фермент ацил-КоА-ДГ) → еноил.
ФАД поступает в ЦПЭ (р/о=2)
Гидратация: еноил → β-гидроксиацил-КоА (фермент еноилгидратаза)
Окисление: β-гидроксиацил-КоА → β-кетоацил-КоА (с участием НАД, который поступает в ЦПЭ и имеет р/о=3).
Расщепление: β-кетоацил-КоА → ацетил-КоА (фермент тиолаза, с участием HS-KoA).
Ацетил-КоА → ЦТК → 12 АТФ.
Ацил-КоА (С-2) → следующий цикл β-окисления.
Подсчет энергии при β-окислении
На примере меристиновой кислоты (14С).
Подсчитываем, на сколько ацетил-КоА распадается ЖК
½ n = 7 → ЦТК (12АТФ) → 84 АТФ.
Считаем, за сколько циклов они распадается
(1/2 n)-1=6·5(2 АТФ за 1 реакцию и 3 АТФ за 3 реакцию) = 30 АТФ
Вычитаем 1 АТФ, постраченную на активацию ЖК в цитоплазме.
Итого – 113 АТФ.
Вопрос №94
Кетоновые тела. Химическая природа, роль, синтез,
диагностическое значение определения кетоновых тел в моче.
Почти весь ацетил-КоА вступает в ЦТК. Небольшая часть используется для синтеза кетоновых тел.
Кетоновые тела – ацетоацетат, β-гидроксибутират, ацетон (при патологии).
Нормальная концентрация – 0,03-0,05 ммоль/л.
С
интезируютсятолько в печени
из ацетил-КоА, полученного при β-окислении.
Используются как источник энергии всеми органами кроме печени (нет фермента).
При длительном голодании или сахарном диабете концентрация кетоновых тел может увеличиваться в десятки раз, т.к. в этих условиях ЖК являются основным источником энергии. В этих условиях протекает интенсивное β-окисление, и весь ацетил-КоА не успевает утилизироваться в ЦТК, т.к.:
не хватает оксалоацетата (он используется при глюконеогенезе)
в результате β-окисления образуется много НАДН+Н+ (в 3 реакции), который ингибирует изоцитрат-ДГ .
Следовательно, ацетил-КоА идет на синтез кетоновых тел.
Т.к. кетоновые тела – кислоты, они вызывают сдвиг кислотно-щелочного равновесия. Возникает ацидоз (из-за кетонемии).
Они не успевают утилизироваться и появляются в моче как патологический компонент → кетоурия. Также появляется запах ацетона изо рта. Это состояние называется кетоз.