Биосинтез жирных кислот, фосфолипидов, триглицеридов

Биосинтез высших жирных кислот— это не обратный процесс β-окисления. Он имеет ряд особенностей. Первая особенность заключается в том, что жирные кислоты собираются не из ацетил-КоА, а из трехуглеродистых фагментов — малоновой кислоты, связанной с КоА. В ходе сборки жирной кислоты малонил-КоА теряет карбоксильную группу и цепь жирной кислоты за один цикл нарастает на 2 атома углерода. Вторая важная особенность биосинтеза ВЖК заключается в том, что цепь жирной кислоты удлиняется с помощью специального ацилпереносящего белка (АПБ). Третья особенность биосинтеза ВЖК — коферментом редуктаз являются не ФАД или НАД, а НАДФН₂. Четвертая особенность этого процесса — биосинтез высших жирных кислот происходит в цитозоле, а не в митохондриях. Биосинтез жирных кислот начинается с образования малонил-КоА из ацетил-КоА при участии фермента ацетил-КоА-карбоксилазы. Далее молекулы ацетил-КоА и малонил-КоА присоединяются к мультиэнзимному комплексу, содержащему АПБ и проходят ряд последовательных реакций конденсации, восстановления и дегидратации через стадии образования ацетоацетил-АПБ, β-гидроксибутирил-АПБ, кротонил-АПБ, бутирил-АПБ. Количество циклов биосинтеза жирной кислоты зависит от числа углеродных атомов.

Образовавшиеся жирные кислоты при участии глицерина превращаются в триглицериды, которые могут откладываться в жировых депо или использоваться с другой целью. Путь биосинтеза триглицеридовв тканях протекает, в основном, через образование глицерол-3-фосфата. Далее глицерол-3-фосфат присоединяет 2 молекулы ацил-КоА (активированной жирной кислоты), с образованием фосфатидной кислоты. Далее происходит дефосфорилирование фосфатидной кислоты и образование диглицерида, который затем эстерифицируется третьей молекулой ацил-КоА. Другой вариант биосинтеза триглицеридов возможен из метаболита гликолиза - диоксиацетон-3-фосфата. При участии фермента глицерол-3-фосфатдегидрогеназы он превращается в глицерол-3-фосфат, а далее следуют реакции биосинтеза триглицеридов, описанные выше. Эндогенные триглицериды транспортируются в составе ЛПОНП.

Фосфолипиды синтезируются из фосфатидной кислоты или диглицерида при участии цнтидинтрифосфата (ЦТФ) и таких азотсодержащих молекул как серии, этаноламин, холин и др. Нарушения синтеза фосфолипидов могут привести к жировой инфильтрации печени, поскольку фосфатидная кислота и диглицерид являются общими промежуточными продуктами для синтеза фосфолипидов и триглицеридов. Одной из причин нарушения синтеза фосфолипидов может быть недостаток в организме азотсодержащих молекул, особенно холина и метионина. Липотропные факторы – вещества, участвующие в биосинтезе фосфолипидов и предотвращающие жировую инфильтрацию печени. К ним относятся холин, этаноламин, серин, инозитол, метионин, пангамовая кислота (витамин В₁₅), S-метилметионин (витамин U), витамины В₆, В₉, В₁₂. Жировая инфильтрация печени – дистрофические изменения печеночной паренхимы, обусловленные избыточным накоплением в гепатоцитах триглицеридов вследствие нарушения синтеза глицерофосфолипидов и липопротеинов. Процесс развивается при сахарном диабете, токсических воздействиях на печень, нарушении питания.

Метаболизм холестерина. Липопротеины

Холестеринпоступает в организм с пищей и синтезируется в организме. Транспорт холестерина пищи и эндогенного холестерина к тканям осуществляется с участием ЛПОНП и ЛПНП. При участии фермента липопротеинлипазы в плазме крови происходит гидролиз триглицеридов из ЛПОНП и образование ЛПНП. ЛПНП переносят холестерин к тканям из печени. Обратный транспорт холестерина из тканей к месту его дальнейшей трансформации (печень) и удаления из организма осуществляется ЛПВП при участии фермента ЛХАТ (лецитин-холестерол-ацил-трансферазы). Основной путь удаления холестерина - его окисление в желчные кислоты. Часть холестерина удаляется с кожным салом, каловыми массами.

Холестерин синтезируетсяиз ацетил-КоА. Процесс биосинтеза холестерина включает стадию образования мевалоновой кислоты, которая превращается через ряд промежуточных продуктов в сквален. Сквален подвергается циклизации и через ряд соединений превращается в холестерин. В организме холестерин используется для построения клеточных мембран, синтеза стероидных гормонов, витаминов группы Д, желчных кислот. Регуляция биосинтеза холестерина зависит от активности фермента, катализирующего реакцию синтеза мевалоновой кислоты. Основная доля холестерина удаляется из организма в виде желчных кислот, некоторое количество выделяется в кишечник в неизменном виде, или как вторичные желчные кислоты, под действием ферментов бактерий там восстанавливается в копростанол и холестанол, выводимых с фекалиями. Небольшая часть холестерина превращается в стероидные гормоны и в виде их конечных метаболитов выделяется с мочой.

Известно, что липиды, как простые, так и сложные, нерастворимы в водной среде сыворотки крови. Присутствуют они в ней и перемещаются от одного органа к другому в составе липопротеиновых комплексов, неравнозначных по своему химическому составу и строению. В связи с этим липопротеины сыворотки крови классифицируют:

а) по плотности — на хиломикроны (ХМ), липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), липопротеины низкой плотности (ЛПНП), липопротеины высокой плотности (ЛПВП); липопротеины промежуточной плотности (ЛППП, флотирующие липопротеины), б) по электрофоретической подвижности — липопротеиды низкой плотности называют -липопротеины (-ЛП), липопротеины очень низкой плотности — пре-в-липопротеины (пре--ЛП); липопротеины высокой плотности —-липопротеины (-ЛП), хиломикроны –-ЛП.

Хиломикроны (ХМ)— липопротеиновые комплексы, бо­гатые липидами (98—99%) и, прежде всего, триглицеридами (85—94%) и крайне бедны белком (менее 2%). По этой при­чине при электрофорезе они остаются на линии старта. Образуются ХМ в клетках тонкого кишечника из липидов пищи, после их переваривания в желудочно-кишечном тракте и ресинтеза. Сле­довательно, переносят они, в основном, экзогенные триглице­риды пищи.

Липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП) (пре--ЛП).В составе этих липопротеиновых комплексов находится еще много липидов (82—88%)и, особенно, триглицери­дов (55—65%). Повышается в них процент содержания бел­ков (12—18%). При электрофорезе они располагаются сразу зaХМ, но перед липопротеинами низкой плотности, поэтому еще их называют пре--липопротеинами (пре--ЛП). Синтезируются ЛПОНП в печени и в небольшом количестве в кишечнике. Они переносят, в основном, эндогенные триглицериды.

Липопротеины низкой плотности (ЛПНП).В их составе относительно много холестерина (40—60%), повышается и доля белков (20—24%). По этой причине при электрофорезe они передвигаются быстрее, чем пре--липопротеины и их называют-липопротеинами (-ЛП). ЛПНП образуются из ЛПОНП при модифи­кации последних в плазме крови при участии липопротеинлипазы. Они переносят холестерин к тканям.

Липопротеины высокой плотности (ЛПВП).Эти липопро­теиновые комплексы наиболее богаты белками (45—50 %) и относительно бедны липидами (триглицеридов 3—6%, холе­стерина 17—23%, фосфолипидов 20—30%). При электрофо­резе они передвигаются с наибольшей скоростью. Их назы­вают-липопротеинами (-ЛП). Синтезируются они в пе­чени и выполняют транспортную функцию — переносят катаболизируемые липиды, в основном эфиры холестерина, с поверхности клеток различных тканей к печени, где они окисляются до конечных продуктов (желчных кислот).

Липопротеины промежуточной плотности (ЛППП, флотирующие липопротеины) образуются в плазме крови и представляют собой продукт неполного превращения ЛПОНП в ЛПНП.