- •Розділ 5. Структура, функції та метаболізм ліпідів
- •5.1. Біологічні функції та класифікація ліпідів
- •5.2. Структурна організація біомембран
- •5.3. Циркуляторний транспорт і депонування ліпідів у жировій тканині
- •5.4. Катаболізм тріацилгліцеролів і його регуляція
- •5.5. Біосинтез тріацилгліцеролів
- •5.6. Біосинтез фосфоліпідів
- •5.7. Метаболізм сфінголіпідів. Сфінголіпідози
- •5.8. Окиснення жирних кислот
- •5.9. Окиснення гліцеролу
- •5.10. Синтез жирних кислот
- •5.11. Метаболізм кетонових тіл
- •5.12. Метаболізм холестерину
- •5.13. Гіперліпемії
- •5.14. Стеатоз
- •5.15. Ожиріння
5.8. Окиснення жирних кислот
Рис.
5.16. Транспорт
ацил-КоА в матрикс
мітохондрій
П
Рис.
5.17. Схема окиснення жирних кислот
5.8.1. Енергетика β-окиснення жирних кислот. У кожному циклі β-окиснення вивільняється одна молекула ацетил-КоА, окиснення якої в циклі трикарбонових кислот супроводжується утворенням 12 молекул АТФ. β-Окиснення пальмітату призводить до утворення 8 молекул ацетил-КоА, повне окиснення яких до CO2 та Н2О дасть 96 (128) молекул АТФ.
У кожному циклі β-окиснення утворюються дві молекули відновлених коферментів — ФАДН2 та НАДН, які можуть віддавати свої відновлювальні еквіваленти ланцюга електронного транспорту в мітохондріях, сприяючи генерації в результаті окисного фосфорилювання 2 (ФАДН2) та 3(НАДН), тобто сумарно 5 молекул АТФ. У випадку повного окиснення пальмітату в 7 циклах β-окиснення за рахунок даного механізму утвориться 35 (5х7) молекул АТФ.
Враховуючи витрату 1 молекули АТФ на етапі активації жирної кислоти, загальна кількість молекул АТФ, що може синтезуватися в умовах повного окиснення до диоксиду вуглецю та води молекули пальмітату, дорівнює 130 (96+35-1). Виходячи з цього, можна подати сумарне рівняння окиснення пальмітинової кислоти в мітохондріях:
С12Н31СООН + 23 О2 + 130 АДФ+130 ФН 16 СО2 + 16 Н2О + 130 АТФ
При обчисленні виходу АТФ за рахунок окиснення ненасичених кислот можна скористатися формулою для розрахунку виходу енергії при окисненні насичених жирних кислот, мінус 2 АТФ на кожний подвійний зв'язок:
[(n/2-1)·5+n/2·12]-1,
де n – число атомів С (вуглецю) в молекулі жирних кислот;
n/2-1 – число циклів β–окиснення;
5-вихід АТФ в одному циклі β-окиснення;
n/2-число ацетильних залишків;
12-вихід АТФ при повному окисненні ацетил-КоА у цитратному циклі до СО2 і Н2О.
5.8.2. Порушення процесу β-окиснення. Зустрічаються патології, повязані зі зниженням транспорту вищих жирних кислот у матрикс мітохондрій. Вони можуть бути викликані:
- дефіцитом карнітину в результаті сповільнення його синтезу, втратою цієї речовини при гемодіалізі або за рахунок екскреції з кетоновими тілами;
- малою активністю карнітинацилтрансферази, пов'язаною з дефектом у структурі гена цього ферменту або його інгібування деякими лікарськими препаратами, наприклад сульфонілсечовиною, при лікуванні цукрового діабету:
- дефектом у структурі гена ацил-КоА-дегідрогенази, що окиснює жирні кислоти із середнім числом атомів С4-С12.
Встановлено, що причиною смерті кожного десятого новонародженого є недостатнсть цього ферменту. У жирах молока є багато середньоланцюгових жирних кислот, які не можуть окиснюватися в таких дітей. Єдиним джерелом енергії для них стають вуглеводи.