До ліпідів відноситься широке коло з'єднань, загальними властивостями яких є вкрай низька розчинність в воді і хороша розчинність в аполярних розчинниках, таких як рідкі вуглеводні, хлороформ та ін Природно, що до ліпідів відносяться сполуки, що мають дуже різну хімічну природу.

 1.1. Класифікація та біологічна роль ліпідів

 Існує кілька варіантів класифікації ліпідів за їх хімічною природою. Найбільш прийнятною, очевидно, є наступна. Всі ліпіди поділяються на 4 великі групи:

1. Жирні кислоти та їх похідні.

2. Гліцеролсодержащіе ліпіди.

3. Ліпіди, що не містять гліцерину.

4. З'єднання змішаної природи, що мають у своєму складі ліпідний компонент.

Дамо коротку характеристику хімічної природи сполук, що входять в ту чи іншу групу, із зазначенням їх основних функцій в організмі.

 1.1.1. Жирні кислоти та їх похідні

 Жирні кислоти - це аліфатичні карбонові кислоти, число атомів вуглецю в них може досягати 22 - 24. Основна маса жирних кислот, що входять в організм людини і тварин, мають парне число атомів вуглецю, що обумовлено особливостями їх синтезу. Жирні кислоти, як правило, мають нерозгалужене вуглецевий ланцюг. Вони поділяються на насичені жирні кислоти, які не мають у своїй структурі кратних вуглець-вуглецевих зв'язків, і ненасичені - які мають у своїй структурі подвійні або потрійні вуглець-вуглецеві зв'язки, причому потрійні зв'язку зустрічаються вкрай рідко.

Ненасичені жирні кислоти, у свою чергу, поділяються на моноеновие, тобто містять 1 кратну зв'язок, і поліеновие містять кілька кратних зв'язків (дієнових, тріеновие і т.д.). Всі природні ненасичені жирні кислоти мають стереохімічні цис-конфігурацію. Природні ненасичені жирні кислоти зазвичай мають тривіальні назви: оленів, пальмітоолеіновая, лінолева, ліноленова, арахідонова та ін кислоти. Проте іноді зручніше користуватися систематичними їх найменуваннями, що відображають особливості структури кожного з'єднання. Так, оленів кислота називається цис-9-октадеценовой кислотою: з назви випливає, що ця кислота має 18 атомів вуглецю, вона містить одну подвійну зв'язок, що починається від дев'ятого атома вуглецю ланцюга, і має цис-стереохімічні конфігурацію щодо цієї подвійного зв'язку. Лінолевої кислоти з систематичної номенклатурі називається як повністю цис-9, 12-октадекадіеновая кислота, а арахідонова - повністю цис-5, 8,11,14-ейкозатетраеновая (вуглеводень ейкозан містить 20 атомів вуглецю).

Жирні кислоти в організмі виконують декілька функцій. Перш за все це енергетична функція, тому що саме при їх окисленні виділяється основна маса енергії, укладена в хімічних зв'язках більшої частини ліпідів. Так, при окисленні до кінцевих продуктів 1 благаючи стеаринової кислоти (1М - 284 г) виділяється 2632 ккал енергії. Жирні кислоти виконують також структурну функцію, оскільки вони входять до складу різноманітних більш складних за хімічною будовою ліпідів, таких як тріацілгліцеріни або сфінголіпіди. Крім того, жирні кислоти виконують в організмі пластичну функцію, оскільки проміжні продукти їх окислювального розпаду використовуються в організмі для синтезу інших з'єднань. Так, з ацетил-КоА в гепатоцитах можуть синтезуватися ацетоновій тіла або холестерол, а еікозаполіеновие кислоти використовується для синтезу біорегуляторів: простагландинів, тромбоксанов або лейкотрієнів. або продукти їх розпаду використовуються для синтезу

Особливо слід зазначити, що ряд вищих поліненасичених жирних кислот відносяться до незамінних компонентів їжі, оскільки вони не синтезуються в організмі. Зазвичай до есенціальним вищим жирних кислот відносять лінолеву, ліноленову і арахідонову кислоти.

 1.1.1.1. Похідні вищих жирних кислот

 Важливу роль у регуляції функціонування клітин різних органів і тканин грають похідні ейкозаполіенових кислот-так звані ейкозаноїди. До них відносяться простагландини, простацикліни, тромбоксани і лейкотрієни. Перші три групи сполук об'єднують також до групи простаноїдів.

Ейкозаполіеновие кислоти - це вищі жирні кислоти з 20 атомами вуглецю в ланцюзі і мають у своїй структурі кілька подвійних зв'язків. Головними преставників цих кислот є:

а). Повністю цис-8 ,11,14-ейкозатріеновая кислота,

б). Повністю цис-5 ,8,11,14-ейкозатетраеновая (арахідонова) кислота,

в). Повністю цис-5 ,8,11,14,17-ейкозапентаеновая кислота.

Кожна з перерахованих кислот є родоначальників свого ряду ейкозаноїдів, причому ці ряди відрізняються один від одного числом подвійних зв'язків у бічних ланцюгах. Так, розрізняють простатландіни ПГ1, ПГ2 і ПГ3, що мають у свій структурі відповідно одну, дві або три подвійних зв'язку. Як правило, у структурі простаноїдів на два подвійних зв'язку менше, ніж у вихідній ейкозаполіеновой кислоті.

Всі простаноїди утворюються в ході ціклооксігеназного шляху метаболізму ейкозаполіенових кислот і в своєму складі мають ту чи іншу циклічну структу. Лейкотрієни утворюються на ліпоксігкназном шляху перетворень ейкозаполіенових кислот, вони містять у своїй структурі систему з сполучених подвійних зв'язків і не мають у структурі циклу.

Простагландини мають у своєму складі п'ятичленних вуглецевий цикл, до якого можуть бути приєднані різні додаткові групи, залежно від характеру яких розрізняють кілька типів простаглагландінов: простагландини А, В і т.д.

Простагландини відноситься до біорегулятори паракрінной системи. При низьких концентраціях порядку нанограмів/мл вони викликають скорочення гладкої мускулатури у тварин, простагландини беруть участь у розвитку запальної реакції. Вони беруть участь у регуляції процесу згортання крові, регулюють метаболічні процеси на рівні клітин. Слід зазначити, що в різних тканинах ефект впливу простагландинів на метаболічні процеси може мати протилежну спрямованість. Так, простагландини підвищують рівень цАМФ у тромбоцитах, щитовидній залозі, передньої долі гіпофіза, легенів і знижують вміст цАМФ в клітинах ниркових канальців і жирової тканини.

Тромбоксани утворюються в тромбоцитах і після виходу в кров'яне русло викликають звуження кровоносних судин і агрегацію тромбоцитів. Простацикліни утворюються в стінках кровоносних судин і є сильними інгібіторами агрегації тромбоцитів. Таким чином, тромбоксани і простацикліни виступають як антагоністи при регуляції процесів тромбоутворення.

 Вони утворюються в лейкоцитах, тромбоцитах і макрофагах у відповідь на імунологічні і неіммунологіческіе стимули. Лейкотрієни беруть участь у розвитку анафілаксії, вони підвищують проникність кровоносних судин і викликають при струм і активацію лейкоцитів. Мабуть, лейкотрієни відіграють важливу роль у розвитку багатьох заболлеваній, у патогенезі яких беруть участь запальні процеси або швидкі алергічні реакції (наприклад, при астмі).

1.1.2. Гліцерінсодержащіе ліпіди

 З гліцерінсодержащіх ліпідів найбільше значення мають ацілгліцеріни і гліцерофосфоліпідів. Зазвичай їх розглядають як похідні триатомним спирту гліцерину:

 1.1.2.1. Ацілгліцеріни

 Ацілгліцеріни діляться за кількістю що входять до їх складу ацільних груп на моноацілгліцеріни:

 Ацілгліцеріни однієї групи розрізняються між собою складом жирнокислотного залишків - ацил, що входять в їх структуру.

Тріацілгліцеріни складають основну масу резервних ліпідів людського організму. Зміст інших ацілгліцерінов в клітинах вкрай незначно; в основному вони прісутсутствуют в клітинах в якості проміжних продуктів розпаду або синтезу тріацілгліцерінов.

Тріацілгліцеріни виконують резервну функцію, причому це переважно енергетичний резерв організму. У людини масою 70 кг на частку резервних ліпідів припадає приблизно 11 кг. З огляду на калоріческій коефіцієнт для ліпідів, що дорівнює 9,3 ккал/г, загальний запас енергії в резервних тригліцериду становить величину порядку 100 000 ккал. Для порівняння можна навести такий приклад: запас енергії в глікогену печінки не перевищує 600 - 800 ккал. Функція резервних тригліцеридів як запасу пластичного матеріалу не настільки очевидна, але все ж продукти розщеплення тріацілгліцерінов можуть використовуватися для біосинтезу, наприклад, що входить до їх складу гліцерин може бути використаний для синтезу глюкози або деяких амінокислот.

Будучи одним з основних компонентів жирової тканини, тріацілгліцеріни беруть участь у захисті внутрішніх органів людини від механічних пошкоджень. Крім того, входячи у великій кількості до складу підшкірної жирової клітковини, вони беруть участь у терморегуляції, утворюючи теплоізолюючу прошарок.

1.1.2.2. Гліцерофосфоліпідів

 Всі гліцерофосфоліпідів можна розглядати як похідні фосфатидного кислоти:

В межах одного класу з'єднання відрізняються один одного складом жирнокислотного залишків. Основною функцією гліцерофосфоліпідів є структурна - вони входять в якості найважливіших структурних компонентів до складу клітинних мембран або ліпопротеїдів плазми крові. Деякі гліцерофосфоліпідів виконують специфічні для конкретного класу фосфоліпідів функції. Так, інозітолфосфатаіди беруть участь у роботі регуляторних механізмів клітини: при дії на клітину ряду гормонів відбувається розщеплення інозітолфосфатідов, а утворюються з'єднання: інозітолтріфосфат і дигліцериди, виступають в якості внутрішньоклітинних месенджерів, що забезпечують метаболічний відповідь клітини на зовнішній регуляторний сигнал.

 1.1.3. Ліпіди, що не містять у своєму складі гліцеролу

 До ліпідів, до складу яких відсутній гліцерин, относсітся безліч сполук різної хімічної природи. Ми зупинимося лише на трьох групах речовин: сфінголіпідів, стероїди і поліпреноідах.

 1.1.3.1. Сфінголіпіди

 Всі сфінголіпіди можна розглядати як похідні цераміди, которийяН, у свою очередяНь, складається з двоосновний ненасиченого аміноспірта сфінгозіна: і залишку вищої жирної кислоти, пов'язаного з сфінгозіном амідній зв'язком:

Окремі класи сфінголіпідів відрізняються один від одного характером угруповання, приєднаної до цераміди через кінцеву гідроксильну групу.

а) У сфінгоміелінов цим угрупованням є остаок фосфорілірованний холіну

 б) У цереброзидів такий угрупованням є залишок моносахариду галактози або глюкози

 в) У гангліозид це угрупування представляє собою гетероолігасахарід

 Характерною особливістю структури гангліозид є наявність у складі їх гетероолігосахарідной угруповання одного або кількох залишків сіалова кислоти.

Всі сфінголіпіди виконують перш за все структурну функцію, входячи до складу клітинних мембран. Вуглеводні компоненти цереброзидів і особливо гангліозид беруть участь в утворенні глікокаллікса. У цій якості вони відіграють певну роль в реалізації міжклітинних взаємодій і взаємодії клітин з компонентами міжклітинної речовини. Крім того, гангліозид відіграють певну роль в реалізації рецепторами клітин своїх комунікативних функцій.

 1.1.3.2. Стероїди

 До стероїдів відносяться сполуки, що мають у своїй структурі стерановое ядро:

 Різні з'єднання з класу стероїдів відрізняються один від одного або наявністю додаткових бічних вуглецевих радикалів, або наявністю кратних зв'язків, або наявністю різних функціональних груп, або, нарешті, відмінності можуть мати стереохімічні характер.

До біологічно важливих сполук стероїдної природи відносяться: а) холестерол,

б) прийом препарату, до яких відносяться гормони кори надниркових залоз (глюкокортикоїди і мінералокортикоїди) і статеві гормони (естрогени і гестагени),

в) жовчні кислоти

г) вітаміни групи Д.

Опції з'єднань стероїдної природи досить різноманітні. Холестерол виконує структурну функцію, входячи до складу клітинних мембран. Найбільшим вмістом холестеролу відрізняється зовнішня клітинна мемранна, причому від кількості холестеролу в мемьбране залежить її мікровязкость, а значить і проникність мембран для різних з'єднань. Холестерол виконує також пластичну функцію, оскільки він служить вихідним з'єднанням для синтезу стероїдних гормонів або жовчних кислот. Стероїдні гормони виконують регуляторну функцію, контролюючи протікання в організмі різних біологічних процесів. Жовчні кислоти відіграють важливу роль у засвоєнні екзогенних ліпідів, беручи участь у емульгування перетравлюваних ліпідів в кишечнику і в всмоктуванні продуктів розщеплення ліпідів в стінку кишечника. Вітамін Д, перетворюючись в організмі в 1,25-дігідроксікальціферол, бере участь у регулюванні фосфорно-кальцієвого обміну.

 1.1.3.3. Поліпреноіди

 До поліпреноідам відносяться сполуки, синтезовані з активованих п'ятивуглецевий молекул - похідних ізопрена.К числа таких сполук відносяться, наприклад, доліхол, вітамін А, коензим Q і ряд інших сполук. Кожне з цих з'єднань виконує властиву йому функцію. Так, доліхол у вигляді доліхолфосфата приймає участь у синтезі гетероолігосахарідних компонентів глікопротеїнів, коензим Q є проміжним переносником протонів і електронів у ланцюзі дихальних ферментів у мітохондріях, вітамін А бере участь у регуляції роботи генетичного апарату клітин і у формуванні зорового сприйняття.

 1.1.4. З'єднання змішаної природи

 До цієї групи відносяться сполуки складної хімічної природи, одним з компонентів яких є ліпід. До таких сполук належать, наприклад, ліпополісахариди клітинної стінки ряду мікроорганізмів, ліпоамінокіслоти. До цієї групи відносять зазвичай і ліпопротеїди, хоча строго кажучи ліпопротеїди являють собою не хімічні сполуки, а надмолекулярних комплекси, що складаються з ліпідних і білкових молекул. Такі надмолекулярних ліпопротеїдні комплекси беруть участь у транспорті ліпідів кров'ю. Навіть клітинні мембрани у відомому сенсі слова є ліпопротеїдні надмолекулярних структури.

 1.2. Процеси засвоєння екзогенних ліпідів

 Харчовий раціон повинен містити ліпіди з розрахунку 1,5 г на 1 кг маси тіла, що становить для 70-кілограмового людини близько 100г ліпідів на добу. Приблизно 1/4 всіх ліпідів харчового раціону повинні складати ліпіди рослинного походження, тобто рослинні масла. У порівнянні з ліпідами тваринного походження вони містять більше ненасичених жирних кислот, крім того, вони містять більше вітаміну Е. Ліпіди не можна виключити з харчового раціону, оскільки разом з ними поводяться, по-перше, есенціальні поліненасичені вищі жирні кислоти і, по-друге, жиророзчинні вітаміни.

 1.2.1. Розщеплення ліпідів у шлунково-кишковому тракті.

Ліпіди, що надходять з їжею, вкрай гетерогенних за своїм походженням. У шлунково кишковому тракті вони значною мірою розщеплюються до складових їх мономерів: вищих жирних кислот, гліцерину, аміноспіртов та ін Ці продукти розщеплення всмоктуються у кишкову стінку і з них в клітинах кишкового епітелію синтезуються ліпіди, властиві людині. Ці видоспецифічні ліпіди далі надходять в лімфатичну та кровоносну системи і розносяться до різних тканеям та органам. Ліпіди, що надходять з кишечника у внутрішнє середовище організму звичайно називають екзогенними ліпідами.

Процес розщеплення харчових жирів йде в основному в тонкому кишечнику. У пілоричному відділі шлунка, правда, виділяється ліпаза, але рН шлункового соку на висоті травлення становить 1,0 - 2,5 і при цих значеннях рН фермент малоактивний. Прийнято вважати, що утворюються в пілоричному відділі шлунка жирні кислоти і моногліцериди далі беруть участь у емульгування жирів в дванадцятипалої кишці. У шлунку під дією протеїназ шлункового соку відбувається часткове розщеплення білкових компонентів ліпопротеїдів, що в подальшому полегшує розщеплення їх ліпідних складових у тонкому кишечнику.

Вступники в тонкий кишечник ліпіди піддаються дії ряду ферментів. Харчові тріацілгліцеріни (жири) піддаються дії ферменту ліпази, що надходить в кишечник з підшлункової залози. Ця ліпаза найбільш активно гідролізують складноефірний зв'язку в першому і третьому положенні молекули тріацілгліцеріна, менш ефективно вона гідролізують складноефірний зв'язку між ацил і другим атомом вуглецю гліцерину. Для прояву максимальноїактивності ліпази потрібно поліпептид - коліпаза, що надходить до дванадцятипалої кишки, мабуть, з соком підшлункової залози. У розщепленні жирів бере участь також ліпаза, що виділяється стінками кишечнику, однак, по-перше, ця ліпаза малоактивні, по-друге, вона переважно каталізує гідроліз складноефірний зв'язку між ацил і другим атомом вуглецю гліцеролу.

При розщепленні жирів під дією ліпаз панкреатичного соку і кишкового соку утворюються переважно вільні вищі жирні кислоти, моноацілгліцеріни і гліцерин. У той же час, що утворюється суміш продуктів розщеплення містить і деяку кількість діацілгліцерінов і тріацілгліцерінов. Прийнято вважати, що лише 40-50% харчових жирів розщеплюється повністю, а від 3% до 10% харчових жирів можуть всмоктуватися в незміненому вигляді.

Розщеплення фосфоліпідів йде гідролітичні шляхом за участю ферментів фосфоліпаз, що надходять до дванадцятипалої кишки з соком підшлункової залози. Фосфоліпаза А1 каталізує розщеплення складноефірний зв'язку між ацил і першим атомом вуглецю гліцерола.Фосфоліпаза А2 каталізує гідроліз складноефірний зв'язку між ацил і другим атомом вуглецю гліцерину. Фосфоліпаза З каталізує гідролітичні розрив зв'язку між третім атомом вуглецю гліцеролу і залишком фосфорної кислоти, а фосфоліпаза Д ДД складноефірний зв'язку між залишком фосфорної кислоти і залишком аміноспірта.

У результаті дії цих чотирьох ферментів фосфоліпіди розщеплюються до вільних жирних кислот, гліцерину, фосфорної кислоти і аміноспірта або його аналога, наприклад, амінокислоти серину, однак частина фосфоліпідів розщеплюється за участю фосфоліпази А2 тільки до лізофосфоліпідов і в такому вигляді може надходити в стінку кишечника. < p> Складні ефіри холестеролу розщеплюються в тонкому кишечнику гідролітичні шляхом за участю ферменту холестеролестерази до жирної кислоти та вільного холестеролу. Холестеролестераза міститься в кишковому соку і соку підшлункової залози.

Всі ферменти, які беруть участь у гідролізі харчових ліпід розчинені у водному середовищі вмісту тонкого кишечника і можуть діяти на молекули ліпідів лише на межі розділу ліпід/вода. Звідси, для ефективного перетравлення ліпідів необхідно збільшення цієї поверхні з тим, щоб більша кількість молекул ферментів брало участь в каталізі. Збільшення площі поверхні розділу досягається за рахунок емульгування харчових ліпідів ДД поділу великих ліпідних крапель харчової грудки на дрібні. Для емульгування необхідні поверхнево-активні речовини - пави, що представляють собою амфіфільних сполуки, одна частина молекули яких гідрофобна і здатна взаємодіяти з гідрофобними молекулами поверхні ліпідних крапель, а друга частина молекули ПАВов повинна бути гідрофільній, здатною взаємодіяти з водою. При взаємодії ліпідних крапель з павами знижується величина поверхневого натягу на межі розділу ліпід/вода і великі ліпідні краплі розпадаються на більш дрібні з утворенням емульсії. Як ПАВов в тонкому кишечнику виступають солі жирних кислот і продукти неповного гідролізу тріацілгліцерінов або фосфоліпідів, проте основну роль у цьому процесі відіграють жовчні кислоти.

Жовчні кислоти, як уже згадувалося, відносяться до з'єднань стероїдної природи. Вони синтезуються в печінці з холестеролу і надходять у кишечник разом з жовчю. Розрізняють первинні та вторинні жовчні кислоти. Визначальними є ті жовчні кислоти, які безпосередньо синтезуються у гепатоцитах з холестеролу: це Холева кислота і хенодезоксихолева кислота. Вторинні жовчні кислоти утворюються в кишечнику з первинних під дією мікрофлори: це літохолевая і дезоксихолевої кислоти. Всі жовчні кислоти надходять у кишечник з жовчю в Кон'югований формах, тобто у вигляді похідних, що утворюються при взаємодії жовчних кислот з глікокол або таурином:

Окрім наявності ПАВов для емульгування мають значення постійне перемішування вмісту кишечника при перистальтики і утворення бульбашок СО2 при нейтралізації кислого вмісту шлунка, що надходить до дванадцятипалої кишки, бікарбонатами соку підшлункової залози, що надходить в цей же відділ тонкого кишечника.

1.2.2. Всмоктування продуктів перетравлення ліпідів

 У стінку кишечника легко всмоктуються речовини, добре розчинні у воді. З продуктів розщеплення ліпідів до них належать, наприклад, гліцерин, аміноспірти і жирні кислоти з короткими углводороднимі радикалами (до 8 - 10 атомів "С"), натрієві або калійні солі фосфорної кислоти. Ці з'єднання з клітин кишечника зазвичай надходять безпосередньо в кров і разом з потоком крові транспортуються в печінку.

У той же час більшість продуктів перетравлення ліпідів: вищі жирні кислоти, моно-і діацілгліцеріни, холестерол, лізофосфоліпіди та ін погано розчинні у воді і для їх всмоктування в стінку кишечника потрібен спеціальний механізм. Перераховані зв'язку, разом з жовчними кислотами і фосфоліпідами, утворюють міцели. Кожна міцели складається з гідрофобного ядра і зовнішнього мономолекулярного шару амфіфільних з'єднань, розташованих таким чином, що гідрофільні частині їх молекул контактують з водою, а гідрофобні ділянки орієнтовані всередину міцели, де вони контактують з гідрофобним ядром. До складу мономолекулярного амфіфільних оболонки міцели входять переважно фосфоліпіди і жовчні кислоти, сюди ж можуть бути включені молекули холестеролу. Гідрофобне ядро міцели складається переважно з вищих жирних кислот, продуктів неповного розщеплення жирів, ефірів холестеролу, жиророзчинних вітамінів та ін

Завдяки розчинності міцел можливий транспорт продуктів розщеплення ліпідів через рідку середу просвіту кишечнику до щіткової облямівка клітин слизової оболонки, де ці продукти всмоктуються. У нормі всмоктується до 98% харчових ліпідів.

Хто вступив до ентероцита міцели руйнуються. Всмокталася продукти розщеплення екзогенних ліпідів перетворюються в ентероцитах в ліпіди, характерні для організму людини, і далі вони надходять у внутрішнє середовище організму. Звільнених при розпаді міцел жовчні кислоти з ентероцитів або надходять назад в кишечник, або ж надходять у кров і через ворітну вену виявляються в печінці. Тут вони уловлюються гепатоцитами і знову спрямовуються в жовч для їх повторного використання.

Така енетро-гепатіческая циркуляція жовчних кислот, що забезпечує їх неодноразове використання, дозволяє істотно знизити обсяг їх щодобового синтезу. Загальний пул жовчних кислот в організмі становить 2,8 - 3,5 м. Вони роблять 5-6 оборотів на добу. Звичайно, частина жовчних кислот щодоби втрачається з калом. Ці втрати становлять за різними оцінками від 0,5 г до 1,0 г на добу. Втрати заповнюють їх синтезом з холестеролу.

До речі, при порушенні надходження жовчних кислот у кишечник у результаті закупорки жовчовивідних шляхів більше страждає процес всмоктування продуктів розщеплення ліпідів в стінку кишечника, ніж механізм перетравлення ліпідів. Саме тому калові маси у таких хворих містять велику кількість солей вищих жирних кислот, а не незмінених ліпідів. Природно, що в цій ситуації порушується і всмоктування жиророзчинних вітамінів, так як вони надходять у ентероцита також у складі міцел.

 1.3. Ресинтез ліпідів у кишкової стінки

 У кишкової стінки всмокталася ацілгліцеріни можуть піддаватися подальшому розщеплення з утворенням вільних жирних кислот і гліцерину під дією ліпаз, відмінних від відповідних ферментів, які працюють у просвіті кишечнику. Частина моноацілгліцерінов може без попереднього розщеплення перетворюватися на тріацілгліцеріни за так званим моноацілгліцеріновому шляху. Всі вищі жирні кислоти, всмоктатися в клітини кишечника, використовуються в ентероцитах для ресинтезу ліпідів.

Вищі жирні кислоти перед їх включенням до складу більш складних ліпідів, повинні бути активовані. Процес активації вищих жирних кислот складається з двох етапів:

а) на першому етапі йде взаємодія вищих жирних кислот з АТФ з утворенням аціладенілата:

 Що утворюється в ході реакції пірофосфат розщеплюється на два залишку фосфорної кислоти і реакція освіти аціладенілата стає незворотною - термодинамічний контроль напрямку процесу.

б) на другому етапі аціладенілат взаємодіє з НS-КоА з утворенням

Освіта ацил-КоА каталізується ферментом ацил-КоА-синтетазою (тіокіназой), причому проміжне з'єднання - аціладенілат - залишається пов'язаною в активному центрі ферменту і у вільному вигляді не виявляється.

Під час активації вищої жирної кислоти АТФ розпадається до АМФ і двох залишків фосфорної кислоти, таким чином, активація жирної кислоти обходиться клітці в 2 макроергічних еквівалента. У всіх своїх перетвореннях у клітинах жирні кислоти беруть участь у активованої формі.

 1.3.1. Ресинтез тріацілгліцерінов в стінці кишечника

 При вступі до ентероцита моноацілгліцерінов, особливо це стосується 2-моноацілгліцерінов, вони шляхом послідовного подвійного ацілірованія можуть бути перетворені на тріацілгліцеріни:

При наявності вільного гліцерину в клітинах кишечника ресинтез тригліцеридів може йти через фосфатидного кислоту:

а) На початку йде активація гліцеролу за участю ферменту гліцеролкінази:

б) Потім за послідовного перенесення двох ацільних залишків утворюється фосфатидного кислота:

 Реакції каталізується двома різними ацілтрансферазамі.

в) Далі від фосфатидного кислоти гідролітичні шляхом відщеплюється залишок фосфорної кислоти (реакція каталізується фосфатазою фосфатидного кислоти) з утворенням дигліцериди:

 г) До утворився дигліцериди за допомогою ацілтрансферази приєднується третє залишок вищої жирної кислоти: В результаті утворюється тригліцеридів.

 1.3.2. Ресинтез фосфоліпідів у кишкової стінки

 При вступі до ентероцита лізофосфоліпідов вони піддаються ацілірованію по другому атому вуглецю гліцеролу і перетворюються на фосфоліпіди.

Клітини кишечника здатні ресінтезіровать фосфоліпіди і з вступників до них при травленні вільних жирних кислот, гліцерину і аміноспіртов. Цей процес можна розбити на три етапи:

а) утворення діацілгліцеріда, раніше нами розглянуте;

б) активація аміноспірта: аміноспірт, наприклад, етаноламін піддається за участю етаноламінкінази енергозалежними фосфорілірованіію:

 потім при взаємодії фосфорілірованний аміноетанола з ЦТФ йде утворення активованої форми аміноспірта - ЦДФ-етаноламіном:

 Реакція каталізується фосфоетаноламінцітіділтрансферазой. Утворився в ході реакції пірофосфат розщеплюється пірофосфатазай - термодинамічний контроль напрямку процесу, з яким ми вже знайомилися.

в) освіта гліцерофосфоліпідів:

ЦДФ-етаноламін + дигліцериди ДД> фосфатидилетаноламін + ЦМФ

Реакція каталізується фосфоетаноламін-діацілгліцеролтрансферазой.

За допомогою подібного механізму може синтезуватися і фосфатидилхолін.

 1.4. Транспорт ліпідів з кишечника до органів і тканин

 Суміш всмоктатися і ресінтезірованних в стінці кишечника ліпідів надходить у лімфатичну систему, а потім через грудної лімфатичний протока в кров і з током крові розподіляється в організмі. Надходження ліпідів у лімфу спостерігається вже через 2 години після прийому їжі, аліментарна гіперліпідемія досягає максимуму через 6 - 8 годин, а через 10 - 12 годин після прийому їжі вона повністю зникає.

Тригліцериди, фосфоліпіди, холестерол практично не розчинні у воді, у зв'язку з чим вони не можуть транспортуватися кров'ю або лімфою у вигляді одиночних молекул. Перенесення всіх цих сполук здійснюється у вигляді особливим чином організованих надмолекулярних агрегатів - ліпопротеїдних комплексів або просто ліпопротеїдів.

До складу ліпопротеїдів входять молекули ліпідів різних класів і молекули білків. Всі ліпопротеїди мають спільний план структури: амфіфільних молекули білків, фосфоліпідів і вільного холестеролу утворюють зовнішню оболонку мономолекулярного частинки, в якій гідрофільні частини молекул цих сполук спрямовані назовні і контактують з водою, а гідрофобні частини молекул звернені всередину частинок, беручи участь в освіті гідрофобного ядра частинки. До складу гідрофобного ядра ліпопротеїдів входять тригліцериди і естеріфіцірованний холестерол, сюди ж можуть включатися інші гідрофобні молекули, наприклад, молекули жиророзчинних вітамінів.

Існує декілька класів ліпопротеїдних частинок, що відрізняються один від одного за складом, плавучої щільності і електрофоретичної рухливості: хіломікронів (ХМ), ліпопротеїди дуже низької щільності (ЛПДНЩ), ліпопротеїди низької щільності (ЛПНЩ), ліпопротеїди високої щільності (ЛПВЩ) і деякі інші. У транспорті екзогенних ліпідів, тобто ліпідів, які надходять у внутрішнє середовище організму з кишечника, беруть участь головним чином ХМ і ЛПДНЩ.

 Склад хіломікронів (ХМ) та ліпопротеїдів дуже низької

дуже низької щільності (ЛПДНЩ) у% від маси частинок

Провідну роль у транспорті екзогенних ліпідів грають хіломікронів, тому ми зупинимося поки тільки на їх метаболізмі. Хіломікронів надходять в лімфатичну систему, а потім разом з лімфою надходять в кров і потрапляють разом з потоком крові в капіляри різних органів і тканин.

На поверхні ендотелію капілярів є фермент ліпопротеідліпаза, закріплена там за допомогою гепарансульфат. Ліпопротеідліпаза расщерляет тригліцериди хіломікронів до гліцерину та вищих жирних жирних. Частина вищих жирних кислот надходить в клітини, інша їх частина зв'язується з альбумінами і несеться потоком крові в інші тканини. Гліцерол також може або утилізуватися безпосередньо в клітинах даного органу, або несеться потоком крові. Крім тригліцеридів хіломікронів ліпопротеідліпаза здатна гідролізувати тригліцериди ЛПДНЩ.

Цікаво, що ліпопротеідліпаза в капілярах різних органів володіє різним спорідненістю до тригліцериду ХМ і ЛПДНЩ. Наприклад, спорідненість ліпопротеідліпази капілярів міокарда до тригліцериду цих ліпопротеїдів значно вище, ніж у ліпопротеідліпази ліпоцітов. Тому в постабсорбціонний період і при голодпніі, коли вміст ЛП-частинок в крові знижується, ліплпротеідліпаза капілярів міокарда залишається насиченою субстратом, тоді як гідроліз тригліцеридів у жировій тканині практично припиняється.

Хіломікронів, втративши більшу частину своїх тригліцеридів під дією ліпопротеідліпази, перетворюються на так звані ремнантние ХМ. Ці ремнанти надалі або поглинаються печінкою, де вони повністю розщеплюються, або ж, за деякими відомостями, в результаті досить складною перебудови їх складу можуть перетворюватися в ЛПВЩ. У нормі через 10 - 12 годин після прийому їжі плазма практично не містить хіломікронів.

 Перейдемо до розгляду внутрішньоклітинних процесів розщеплення і синтезу ліпідів різних класів: жирних кислот, тригліцеридів, фосфоліпідів, сфінголіпідів і стероїдів.

 2.1. Окислення жирних кислот у клітинах

 Вищі жирні кислоти можуть окислятися в клітинах трьома шляхами:

а) шляхом a-окислення,

б) шляхом b-окислення,

в) шляхом w-окислення.

Процеси a-і w-окислення вищих жирних кислот йдуть в мікросомах клітин з участю ферментів монооксігеназ і грають в основному пластичну функцію - в ході цих процесів йде синтез гідроксікіслот, кетокислот та кислот з непарним числом атомів вуглецю, необхідних для клітин. Так, в ході a-окислення жирна кислота може бути скорочений на один атом вуглецю, перетворюючись таким чином на кислоту з непарним числом атомів "C", згідно з наведеною схемою:

2.1.1. b-Окислення вищих жирних кислот Основним способом окислення вищих жирних кислот, принаймні відносно загальної кількості окислюється в клітці сполук даного класу, є процес b-окислення, відкритий Кноопом ще в 1904 р. Цей процес можна визначити як процес ступеневої окислювального розщеплення вищих жирних кислот, в ході якого йде послідовне відщеплення двухуглеродних фрагментів у вигляді ацетил-КоА з боку карбоксильної групи активованої молекули вищої жирної кислоти.

Вступники в клітку вищі жирні кислоти піддаються активації з перетворенням їх у ацил-КоА (R-CO-SKoA), причому активація жирних кислот відбувається в цитоплазмі. Сам жепроцес b-окислення жирних кислот йде в матриксі мітохондрій. У той же час внутрішня мембрана мітохондрій непроникна для ацил-КоА, у зв'язку з чим постає питання про механізм транспорту ацільних залишків з цитозолі в матрикс мітохондрій.

Ацільние залишки переносяться через внутрішню мембрану мітохондрій за допомогою спеціального переносника, в якості якого виступає карнитин (КН):

 У цитозолі за допомогою ферменту зовнішньої ацілКоА: карнітінацілтрансферази (Е1 на наведеній нижче схемі) залишок вищої жирної кислоти переноситься з коензиму А на карнітин з утворенням ацілкарнітіна:

Ацілкарнітінін за участю спеціальної карнітин-ацілкарнітін-транслоказной системи проходить через мембрану усередину мітохондрії і в матриксі за допомогою ферменту внутрішньої ацил-КоА: карнітин-ацілтрансферази (Е2) ацільний залишок передається з карнітину на внутрімітохондріальний коензим А. У результаті в матриксі мітохондрій з'являється активоване залишок жирної кислоти у вигляді ацил-КоА; вивільнений карнітин за допомогою тієї ж самої транслокази проходить через мембрану мітохондрій в цитоплазмі, де може включатися в новий цикл переносу. Карнітин-ацілкарнітін-транслоказа, вбудована у внутрішню мембрану мітохондрій, здійснює перенесення молекули ацілкарнітіна усередину мітохондрії в обмін на молекулу карнітину, видаляється з мітохондрії.

Активована жирна кислота в матриксі мітохондрій піддається ступінчастому циклічного окислення за схемою:

У результаті одного циклу b-окислення радикал жирної кислоти коротшає на 2 атоми вуглецю, а відщепів фрагмент виділяється у вигляді ацетил-КоА. Сумарне рівняння циклу:

Під час одного циклу b-окислення, наприклад, при перетворенні стеароіл-КоА в пальмітоіл-КоА з утворенням ацетил-КоА, вивільняється 91 ккал/моль вільної енергії, проте основна частина цієї енергії накопичується у вигляді енергії відновлених коферментів, втрати ж енергії у вигляді теплоти становлять лише близько 8 ккал/моль.

Утворений ацетил-КоА може поступати до циклу Кребса, де він буде окислятися до кінцевих продуктів або ж може використовуватися для інших потреб клітини, наприклад, для синтезу холестеролу. Укорочений на 2 атоми вуглецю ацил-КоА вступає в новий цикл b-окислення. В результаті кількох послідовних циклів окислення вся вуглецева ланцюг активованої жирної кислоти розщеплюється до "n" молекул ацетил-КоА, причому значення "n" визначається числом атомів вуглецю у вихідній жирної кислоти.

Енергетичний ефект одного циклу b-окислення можна оцінити виходячи з того, в ході циклу утворюються 1 молекула ФАДН2 і 1 молекула НАДН + Н. При їх надходженні в ланцюг дихальних ферментів буде синтезуватися 5 молекул АТФ (2 + 3). Якщо утворився ацетил-КоА буде окислів у циклі Кребса, то клітина отримає ще 12 молекул АТФ.

Для стеаринової кислоти сумарне рівняння її b-окислення має вигляд:

Розрахунки показують, що при окисленні стеаринової кислоти в клітині буде синтезуватися 148 молекул АТФ. При розрахунку енергетичного ба