БХ Тема 14

Тема14. Обмін вищих жирних кислот та кетонових тіл.

Актуальність теми

Окиснення ліпідів і метаболізм кетонових тіл є важливою складовою метаболізму, що забезпечує організм людини резервами метаболічного палива у вигляді енергії АТФ. Процеси продукції енергії в організмі відбуваються безперервно. Жирні кислоти є найбільш потужними джерелами енергії в клітинах організму, тому що при їх окисненні утворюється енергії більше, ніж при окисненні вуглеводів. Продуктами неповного окиснення жирних кислот є кетонові тіла, які утворюються в печінці і є додатковими джерелами енергії для позапечінкових клітин. При деяких патологічних і фізіологічних станах зростає продукція кетонових тіл. Збільшення вмісту таких кислих продуктів, як кетонові тіла, порушує кислотно-лужний стан організму. Вивчення β-окиснення жирних кислот і метаболізму кетонових тіл важливо для розуміння механізмів енергопродукції в організмі, а такожз знання метаболічних змін при патологічних процесах (цукровому діабеті, ожирінні, голодуванні тощо).

Мета заняття:

• Вивчити процеси біосинтезу та окиснення жирних кислот.

• Знати метаболізм кетонових тіл в нормі та при патологі

• Уміти визначати вміст кетонових тіл у сечі.

Конкретні цілі:

• Трактувати біохімічні закономірності β-окиснення вищих жирних кислот.

• Трактувати біохімічні закономірності біосинтезу вищих жирних кислот і його регуляцію на рівні ацетил-КоА-карбоксилази та синтетази жирних кислот.

• Характеризувати метаболічні джерела, механізми регуляції синтезу жирних кислот.

• Пояснювати механізми елонгації та десатурації насичених жирних кислот.

• Аналізувати метаболізм кетонових тіл.

• Пояснювати біохімічні механізми розвитку кетонемії та кетонурії при цукровому діабеті і голодуванні.

Теоретичні питання

1. β-окислення насичених вищих жирних кислот:

• локалізація,

• етапи,

• активація жирних кислот,

• роль карнітину в транспорті жирних кислот у мітохондрії

• послідовність ферментативних реакцій,

• енергетична цінність,

• біологічна роль.

2. β-окислення ненасичених вищих жирних кислот:

3. локалізація,

• етапи,

• активація жирних кислот,

• послідовність ферментативних реакцій,

• енергетична цінність,

• біологічна роль.

4. Біосинтез вищих жирних кислот:

• локалізація процесу;

• метаболічні джерела синтезу жирних кислот;

• стадії синтезу насичених жирних кислот;

• характеристика синтетази ВЖК,

• значення ацилтранспортуючого білка, біотину;

• джерела НАДФН;

• послідовність ферментативних реакцій біосинтезу вищих жирних кислот;

• елонгація насичених жирних кислот.

5. Функції ацетил-КоА-карбоксилази та пальмітатсинтетазного комплексу, регуляція їх активності.

6. Біосинтез ненасичених жирних кислот:

• утворення моноєнових жирних кислот;

• особливості перетворень полієнових жирних кислот.

7. Метаболізм кетонових тіл:

• ферментативні реакції біосинтезу кетонових тіл;

• реакції утилізації кетонових тіл,

• енергетичне значення;

• фізіологічна роль

8. Причини кетонемії та кетонурії. Механізми надмірного зростання вмісту кетонових тіл при цукровому діабеті та голодуванні.

Практична робота

Дослід 1 Реакція з натрію нітропрусидом на ацетон та ацетооцтову кислоту (проба Ланге).

Принцип методу. Ацетон та ацетоацетатна кислота з натрію нітропрусидом в лужному середовищі утворюють продукти реакції, забарвлені в червоний колір:

CH₃ – CO – CH₃ + Na₂ [Fe (CN)₅ NO] + 2 NaOH →

→ Na₄ [Fe (CN)₅ NO = CHCOCH₃] + 2 H₂O.

Під дією концентрованої ацетатної кислоти утворюється продукт вишнево-червоного кольору:

Na₄ [Fe (CN)₅ NO =CHCOCH₃] +CH₃COOH →

Na₃ [Fe (CN)₅ NOCH₃COCH₃] + CH₃COONa.

Ацетоацетатна кислота (в енольній формі) здатна також утворювати з феруму хлоридом (III) комплексну сполуку вишнево-червоного кольору.

Хід роботи. У дві пробірки вливають по 0,5 мл сечі: в першу – здорової людини (контроль), у другу – хворого на цукровий діабет. В обидві пробірки додають по 0,5 мл 10 % NaOН і 5-7 крапель 10 % розчину натрію нітропрусиду. Спостерігають за появою червоного забарвлення в другій пробірці (сеча хворого). Підкислюють розчин декількома краплями концентрованої оцтової кислоти. Червоне забарвлення набуває вишневого відтінку.

Дослід 2. Реакція Герхарда на ацетооцтову кислоту.

Принцип методу: принцип методу полягає в тому, що при додаванні до сечі розчину хлорного заліза випадає осад фосфатів (Fe₃PO₄). За наявності ацетооцтової кислоти після додавання надлишку хлорного заліза з’являється вишнево-червоне забарвлення. Через деякий час забарвлення блідне внаслідок декарбоксилювання ацетооцтової кислоти і перетворення її в ацетон. При нагріванні реакція проходить значно швидше.

Хід роботи. У дві пробірки вливають по 0,5 мл сечі: в першу – здорової людини (контроль), у другу – хворого на цукровий діабет. В обидві пробірки додають по краплях 10 % розчин феруму хлориду (III) до припинення утворення осаду фосфатів. Осад відфільтровують, до фільтрату додають ще декілька крапель 10 розчину % FeCl₃ та спостерігають за появою вишневого забарвлення.

Зробити висновок. Результати заносять до таблиці

Номер пробірки	Якісні реакції
	проба Легаля	реакція Герхарда

Значення для фармації та клініки. У здорової людини в крові вміст кетонових тіл – 1,3-185 мкмоль/л (1,5-20 мг/л), з сечею виділяється 20-40 мг на добу. Це переважно ацетоацетатна і b-оксимасляна кислоти.

Різке зростання концентрації кетонових тіл супроводжується порушенням кислотно-основного стану і розвитком метаболічного кетоацидозу, що є небезпечним, в першу чергу, для нормального функціонування клітин головного мозку. Збільшення кількості кетонових тіл у крові (кетонемію) і появу їх у сечі (кетонурію) спостерігають при цукровому діабеті, тиреотоксикозі, ураженні печінки, важких інтоксикаціях, голодуванні. Зниження кількості кетонових тіл не має клінічного значення.

Зниження кількості кетонових тіл не має клінічного значення. У ранньому дитячому віці тривалі розлади шлунково-кишкового тракту (токсикоз, дизентерія) можуть призвести до кетонемії у результаті хронічного голодування і виснаження.

Література

Основна:

1. Губський Ю.І. Біологічна хімія. – Київ-Тернопіль: Укрмедкнига, 2000. – 508 с.

2. Вороніна Л.Н., Десенко В.Ф., Мадієвська Н.Н. та ін. Біологічна хімія.- Харків.: Основа, 2000.-.608с.

3. Гонський Я.І., Максимчук Т.П., Калинський М.І. Біохімія людини. – Тернопіль: Укрмедкнига, 2002. – 744 с.

4. Клінічна біохімія/За ред.. Склярова О.Я. - Київ: Медицина, 2006. – 432 с.

5. Лекції, які читаються на кафедрі.

Додаткова:

1. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия. – М.: Медицина,1990. – 542 с.

2. Строев Е.А., Биологическая химия.М.:Высшая школа,1986. – 479с.