Регуляция β-окисления

Скорость окисления жирных кислот зависит от:

а) V цикла Кребса;

б) отношения NADH / NAD⁺ (потребности клетки в энергии);

в) поступления О₂ в ткани (гемоглобин, эффект Бора);

г) доступности коферментов:

– NAD⁺ (витамин РР)

– FAD ( В₂)

– НSКоА ( В₅ – пантотеновая кислота)

д) доступности субстрата – Ацил-KoA.

Регуляторный фермент β-окисления – Карнитинацилтрансфераза I.

=> регулируется не собственно β-окисление, а транспорт ацильного остатка из цитозоля в митохондрии.

Активаторы: АДФ, АМФ, Ацил-KoA

Ингибиторы: АТФ, Малонил-KoA (в основном:

в печени).

Гормональная регуляция окисления ЖК в печени

В клетках печени одновременно происходит и синтез и окисление ЖК.

Малонил-KoA (основной субстрат синтеза ЖК)  основной аллостерический ингибитор Карнитинацилтрансферазы I.

Кол-во Малонил-KoA регулируется гормонами: Адреналином, Глюкагоном и Инсулином.

1. Ситуация:

В постабсорбтивный период, при голодании и при стрессе:

2. Ситуация:

В абсорбтивный период:

При участии Инсулина происходит дефосфорилирование Ацетил-KoA-карбоксилазы.

=>  V синтеза ЖК =>  конц-ия Малонил-KoA => ингибируется Карнитинацилтрансфераза I =>  V β-окисления ЖК.

Кетоновые тела

1. Синтез кетоновых тел.

В синтез кетоновых тел включается часть молекул Ацетил-KoA, которые образуются в ходе β-окисления.

Синтез кетоновых тел происходит в митохондриях печени:

! Конц-ия в крови -гидроксибутирата >> конц-ии Ацетоацетата, т.к. равновесие реакции:

Ацетоацетат -гидроксибутират сдвинуто  из-за

 конц-ии NADH, образующегося в ходе -окисления.

Основные Кетоновые тела: Ацетоацетат и β-гидроксибутират.

3-е кетоновое тело – ацетон тканями не используется.

В норме: синтез кетоновых тел незначительно  в постабсорбтивный период.

Их конц-ия в крови при этом составляет ~ 1-3 мг/дл.

Синтез кетоновых тел :

а) при голодании;

б) длительной физической нагрузке (стрессе);

в) диете, богатой ТАГ, но с низким кол-вом углеводов ("кремлевская" диета);

г) сахарном диабете.

Конц-ия кетоновых тел в крови:

При длительном голодании ~ 50 мг/дл

При сахарном диабете ~ 300 мг/дл

Регуляция синтеза кетоновых тел:

При голодании и физической нагрузке:

Гормоны Глюкагон (или Адреналин) через

АЦ-систему  распад жира из жировой ткани 

 ЖК поступают в кровь и транспортируются в комплексе с альбумином в печень 

 В печени  V -окисления ЖК и образуется большое кол-во Ацетил –KoA и NADH ( Ацетил –KoA;  NADH).

Ацетил-KoA в печени может вступать в 2 процесса:

1. Синтез кетоновых тел (происходит только в печени);

2. Цикл Кребса

Но, в условиях голодания (стресса): V цикла Кребса в печени существенно снижена по 2 причинам:

1. Ингибирование регуляторных ферментов цикла Кребса  конц-иями АТФ и NADH (аллостерическое ингибирование)

2. Утечка оксалоацетата из митохондрий в цитозоль клеток печени на глюконеогенез =>  накопление Ацетил-KoA и  конц-ия Оксалоацетата.

Из 1 и 2 причин => избыток Ацетил-KoA используется на синтез кетоновых тел.

Регуляторный фермент синтеза кетоновых тел: ГМГ-KoA-синтаза.

Ингибитор фермента: HS-KoA.

При голодании и стрессе: при участии Глюкагона (Адреналина) происходит мобилизация ТАГ из жировой ткани =>  поток ЖК в печень и образуется Ацил-KoA.

Далее происходит перенос ацильных остатков через внутреннюю мембрану митохондрий в матрикс.

В матриксе митохондрий: HS-KoA используется в процессе -окисления, а также происходит взаимодействие Ацил-карнитина с HS-KoA =>

=>  конц-ия HS-KoA =>

=> не происходит ингибирования ГМГ-KoA-синтазы и происходит  V синтеза кетоновых тел.