Курс биохимии Медицинский факультет

ЗАНЯТИЕ № 23

ОБМЕН ЖИРНЫХ КИСЛОТ.

Время занятия - 4 учебных часа.

Место занятия - учебная лаборатория

Материальное оснащение комплект тематических таблиц и слайдов, диапроектор, метабо-лическая карта “Обмен липидов”, лабораторная посуда, набор хим. реактивов.

Цель занятия: Студент должен знать: структуру, функцию, синтез и бета-окисление жирных кислот; структуру, функцию, синтез и утилизацию кетоновых тел, принцип лабораторной работы “Обнаружение кетоновых тел в моче”.

Мотивация

Знание структуры, функции, синтеза и b-окисления жирных кислот, необходимо для понимания механизмов кетогенеза, а также усвоения обмена тканевых ацилсодержащих липидов.Обнаружение кетоновых тел в моче с помощью сухого реактива и диагностических полосок кето-ФАН широко используется в клинике.

Основные вопросы темы

1. Жирные кислоты - строение, биологическая роль.

2. Диагностическое значение определения жирных кислот.

3. Синтез жирных кислот, роль витаминов В₃, РР, Н.

4. Бета-окисление жирных кислот, роль витаминов В₂, В₃, РР.

5. Кетоновые тела - строение, биологическая роль, синтез, утилизация.

6. Диагностическое значение определения кетоновых тел.

Лабораторный практикум

Обнаружение кетоновых тел в моче с помощью сухого реактива.

Перечень учебных и практических навыков, необходимых к усвоению по данной теме.

Знание структуры важнейших жирных кислот, а также знание в формулах процессов синтеза и b-окисления жирных кислот, синтеза и утилизации кетоновых тел.

Умение пользоваться метаболической картой “Обмен липидов”. Продолжение работы над составлением метаболической карты “Обмен липидов” - отражение процессов синтеза и b-окисления жирных кислот, синтеза и утилизации кетоновых тел.

Знакомство с унифицированным методом обнаружения кетоновых тел в моче.Навыки работы в биохимической лаборатории с целью подготовки к самостоятельному выполнению простейших биохимических анализов в клинике:работа с лабораторной посудой, работа с хим. реактивами,

Вопросы для самоконтроля (письменные упражнения)

1. Какова причина гетерогенности жирных кислот?

2. В каких органах наиболее интенсивно происходит синтез жирных кислот и в какой части клетки локализованы ферменты, осуществляющие этот процесс?

3. Укажите основные источники ацетил-КоА и НАДФ Н₂ для синтеза жирных кислот.

4. В каких органах наиболее интенсивно происходит бета-окисление жирных кислот и в каких органеллах клетки локализованы ферменты, осуществляющие этот процесс?

5. Возможно ли бета-окисление жирных кислот в анаэробных условиях и почему?

6. Объясните расчет энергетической ценности жирной кислоты С_14:0.

7. Где осуществляется синтез и утилизация кетоновых тел?

ЗАДАЧА №1.

Расчитайте энергетический эффект b-окисления 6 молей предельной жирной кислоты с шестью углеродными атомами. Результат выразить в молях АТФ. Сравните полученный результат в энергетической эффективностью окисления глюкозы.

ЗАДАЧА №2.

Расчитайте энергетический эффект полного окисления 20 молей ацетоацетил-КоА.

ЗАДАЧА №3.

Сколько энергии выраженной числом молекул АТФ, потребуется для синтеза одной молекулы капроновой кислоты из уксусной кислоты и СО₂? Назовите компоненты, участвующие в синтезе.

ЗАДАЧА №4.

Какое число молекул бутирил-КоА может быть синтезировано за счет водорода НАДФН₂, образовавшейся при распаде 24 молекул Гл-6-ф в окислительной ветви пентозофосфатного пути превращения углеводов?

ЗАДАЧА №5.

В норме за сутки образуется и поступает в кровь 5 г кетоновых тел, а при кетозе (длительное голодание, сахарный диабет) до 50 г кетоновых тел. Определить: какой процент кетоновых тел выводится с мочой, если их содержание в суточной моче в норме 0,05 г, а при кетозе 5 г? Каково значение этого процесса? Какое осложнение является результатом кетоза?

ОБНАРУЖЕНИЕ КЕТОНОВЫХ ТЕЛ В МОЧЕ С ПОМОЩЬЮ СУХОГО РЕАКТИВА И ДИАГНОСТИЧЕСКОЙ ПОЛОСКИ кето-ФАН.

Мотивация. Кетоновые тела (b-гидроксимасляная кислота, ацетоуксусная и ацетон) появляются в моче при нарушениях углеводного и жирового обменов, в частности диабете, а также при голодании. В нормальной моче кетоновые тела обычными реакциями не обнаруживаются. Определение кетоновых тел в моче очень важно для диагностики заболевания, для контроля за ходом лечения и установлением диеты для больного диабетом.

Обнаружение кетоновых тел в моче с помощью сухого реактива.

Принцип. Нитропруссид натрия в щелочной среде реагирует с кетоновыми телами с образованием комплекса красно-фиолетового цвета.

Ход работы: На предметное стекло помещают небольшое количество сухого реактива и наносят на него 2-3 капли мочи. При наличии кетоновых тел получается окрашивание от розового до темно-фиолетового (появление окраски может наступить в течение 2-3 минут).

Теоретический материал Жирные кислоты

Строение жирных кислот. Жирные кислоты представляют собой гидрофобные углеводородные цепи с концевой гидрофильной карбоксильной группой. Гетерогенность жирных кислот обусловлена различием длины цепи и числом двойных связей.

Почти все жирные кислоты животного организма представляют собой неразветвленные цепи с четным числом углеродных атомов - от 14 до 24. Чаще всего встречаются жирные кислоты с 16 или 18 атомами углерода. Число двойных связей в жирных кислотах колеблется от 0 до 6. Почти во всех природных ненасыщенных жирных кислотах двойные связи имеют цис-конфигурацию.

Углеводородная цепь насыщенных жирных кислот может принимать бесчисленное множество конформаций, однако наиболее вероятна вытянутая форма, поскольку они являются энергетически наиболее выгодной. Цис-конфигурация двойной связи создает жесткий изгиб углеводородной цепи под углом примерно 30^о. В полиеновых жирных кислотах цис-конфигурация придает алифатической цепи изогнутый и укороченный вид.

К важнейшим насыщенным жирным кислотам относятся пальмитиновая (С₁₅Н₃₁СООН, С_16:О) и стеариновая (С₁₇Н₃₅СООН, С_18:О) кислоты.

К важнейшим ненасыщенным жирным кислотам относятся пальмитоолеиновая (С₁₅Н₂₉СООН; 9-С_16:1), олеиновая (С₁₇Н₃₃СООН; 9-С_18:1), линолевая (С₁₇Н₃₁СООН;9,12-C_18:1), линоленовая С₁₇Н₂₉СООН; 9,12,15-С_18:3) и арахидоновая (С₁₉Н₃₁СOOH;5,8,11,14-С_20:4) кислоты.

Биологическая роль жирных кислот

Свободные жирные кислоты содержатся в различных тканях животного организма в значительном количестве. Основная масса жирных кислот в качестве важнейшего структурного элемента входит в состав различных классов ацилсодержащих липидов.

Структурная функция

В биологических мембранах жирнокислотные остатки фосфоглицеридов и сфинголипидов формируют непрерывную углеводородную фазу липидного бислоя. Агрегатное состояние мембран определяется соотношением насыщенных и ненасыщенных жирнокислотных остатков, входящих в ее состав липидов. Дефицит незаменимых полиненасыщенных жирных кислот - линолевой, линоленовой и арахидоновой - приводит к изменению жирнокислотного состава мембранных липидов, сопровождающемуся нарушением функции биомембран.

Метаболическая функция

Жирные кислоты в составе фосфоглицеридов, главным образом полиненасыщенные, обладают высокой метаболической активностью. Остатки арахидоновой и линоленовой кислот в составе фосфатидилхолинов и особенно фосфатидилэтаноламинов являются основными субстратами перекисного окисления.

Ряд полиеновых С₂₀-жирных кислот в составе фосфоглицеридов, в частности арахидоновая кислота, может быть использована для синтеза простагландинов.

Энергетическая функция

В жирных кислотах заключено значительное количество энергии. Энергетическая ценность жирных кислот реализуется в процессе b-окисления и последующего расщепления образующегося ацетил-КоА в ЦТК.