Kje je sinteza maščob pri ljudeh. Kje poteka sinteza maščob in ogljikovih hidratov? Splošna shema biosinteze triacilglicerolov in holesterola iz glukoze

Proces sinteze ogljikovih hidratov iz maščob lahko predstavimo s splošno shemo:

Slika 7 - Splošna shema sinteza ogljikovih hidratov iz maščob

Eden glavnih produktov razgradnje lipidov, glicerol, se zlahka uporabi pri sintezi ogljikovih hidratov s tvorbo gliceraldehid-3-fosfata in njegovim vstopom v gluneogenezo. V rastlinah in mikroorganizmih se prav tako zlahka uporablja za sintezo ogljikovih hidratov in drugega pomembnega produkta razgradnje lipidov - maščobna kislina(acetil-CoA), skozi glioksilatni cikel.

Toda splošna shema ne odraža vseh biokemičnih procesov, ki se pojavijo kot posledica tvorbe ogljikovih hidratov iz maščob.

Zato bomo upoštevali vse faze tega procesa.

Shema sinteze ogljikovih hidratov in maščob je podrobneje predstavljena na sliki 8 in poteka v več fazah.

1. stopnja. Hidrolitska razgradnja maščobe pod delovanjem encima lipaze v glicerol in višje maščobne kisline (glej klavzulo 1.2). Produkti hidrolize se morajo po vrsti transformacij spremeniti v glukozo.

Slika 8 - Diagram biosinteze ogljikovih hidratov iz maščob

2. stopnja. Pretvorba višjih maščobnih kislin v glukozo. Višje maščobne kisline, ki so nastale kot posledica hidrolize maščob, se uničijo predvsem z b-oksidacijo (ta proces je bil obravnavan prej v razdelku 1.2, odstavek 1.2.2). Končni produkt tega procesa je acetil-CoA.

Glioksilatni cikel

Rastline, nekatere bakterije in glive lahko uporabljajo acetil-CoA ne le v Krebsovem ciklu, temveč tudi v ciklu, imenovanem glioksilat. Ta cikel ima pomembno vlogo kot člen v presnovi maščob in ogljikovih hidratov.

Glioksilatni cikel še posebej intenzivno deluje v posebnih celičnih organelih, glioksisomih, med kaljenjem oljnic. V tem primeru se maščoba pretvori v ogljikove hidrate, potrebne za razvoj sadike. Ta proces poteka, dokler sadika ne razvije sposobnosti fotosinteze. Ko se rezervna maščoba ob koncu kalitve izčrpa, glioksisomi v celici izginejo.

Glioksilatna pot je specifična samo za rastline in bakterije, v živalskih organizmih je ni. Možnost delovanja glioksilatnega cikla je posledica dejstva, da so rastline in bakterije sposobne sintetizirati encime, kot je npr. izocitrat liaza in malat sintaza, ki skupaj z nekaterimi encimi Krebsovega cikla sodelujejo v glioksilatnem ciklu.

Shema oksidacije acetil-CoA preko glioksilatne poti je prikazana na sliki 9.

Slika 9 - Shema glioksilatnega cikla

Dve začetni reakciji (1 in 2) glioksilatnega cikla sta enaki tistim v ciklu trikarboksilne kisline. V prvi reakciji (1) se acetil-CoA kondenzira z oksaloacetatom s citrat sintazo, da nastane citrat. V drugi reakciji citrat izomerizira v izocitrat s sodelovanjem akonitatne hidrataze. Naslednje reakcije, specifične za glioksilatni cikel, katalizirajo posebni encimi. V tretji reakciji se izocitrat razcepi z izocitrat liazo v glioksilno kislino in jantarno kislino:

Med četrto reakcijo, ki jo katalizira malat sintaza, glioksilat kondenzira z acetil-CoA (drugo molekulo acetil-CoA, ki vstopi v glioksilatni cikel), da nastane jabolčna kislina (malat):

Nato se v peti reakciji malat oksidira v oksaloacetat. Ta reakcija je identična končni reakciji cikla trikarboksilne kisline; je tudi končna reakcija glioksilatnega cikla, saj nastali oksaloacetat se ponovno kondenzira z novo molekulo acetil-CoA, s čimer se začne nov obrat cikla.

Jantarna kislina, ki nastane v tretji reakciji glioksilatnega cikla, se v tem ciklu ne uporabi, ampak je podvržena nadaljnjim transformacijam.

Sinteza lipidov in ogljikovih hidratov v celici

Lipidiimajo zelo velik pomen v celični presnovi. Vsi lipidi so organske, v vodi netopne spojine, prisotne v vseh živih celicah. Treba je opozoriti, da so lipidi glede na svoje funkcije razdeljeni v tri skupine:

- strukturni in receptorski lipidi celičnih membran

- energijsko ʼʼdepoʼʼ celic in organizmov

- vitamini in hormoni skupine ʼʼlipidovʼʼ

Lipidi so sestavljeni iz maščobna kislina(nasičenih in nenasičenih) in organskega alkohola – glicerola. Večino maščobnih kislin dobimo iz hrane (živalske in rastlinske). Živalske maščobe so mešanica nasičenih (40-60%) in nenasičenih (30-50%) maščobnih kislin. Rastlinske maščobe so najbogatejše (75-90 %) z nenasičenimi maščobnimi kislinami in so najbolj koristne za naše telo.

Glavna masa maščob se porabi za presnovo energije, ki jo delijo posebni encimi - lipaze in fosfolipaze. Posledično se pridobijo maščobne kisline in glicerol, ki se nadalje uporabljajo v reakcijah glikolize in Krebsovega cikla. Z vidika tvorbe molekul ATP - maščobe so osnova energijske zaloge živali in ljudi.

Evkariontska celica prejema maščobe iz hrane, čeprav lahko sama sintetizira večino maščobnih kislin ( razen dveh nenadomestljivih– linolna in linolenska). Sinteza se začne v citoplazmi celic s pomočjo kompleksnega sklopa encimov in konča v mitohondrijih ali gladkem endoplazmatskem retikulumu.

Začetni produkt za sintezo večine lipidov (maščobe, steroidi, fosfolipidi) je "univerzalna" molekula - acetil-koencim A (aktiviran ocetna kislina), ki je vmesni produkt večine reakcij katabolizma v celici.

Maščobe so v vsaki celici, še posebej veliko pa jih je v posebnih celicah. maščobne celice – adipociti tvorjenje maščobnega tkiva. Presnovo maščob v telesu nadzirajo posebni hormoni hipofize, pa tudi inzulin in adrenalin.

Ogljikovi hidrati(monosaharidi, disaharidi, polisaharidi) so najpomembnejše spojine za reakcije energetske presnove. Zaradi razgradnje ogljikovih hidratov celica prejme večino energije in vmesnih spojin za sintezo drugih organskih spojin (beljakovin, maščob, nukleinskih kislin).

Večino sladkorjev celica in telo prejme od zunaj - iz hrane, lahko pa sintetizira glukozo in glikogen iz spojin brez ogljikovih hidratov. Substrati za drugačne vrste molekule mlečne kisline (laktat) in piruvične kisline (piruvat), aminokisline in glicerol delujejo kot molekule za sintezo ogljikovih hidratov. Te reakcije potekajo v citoplazmi s sodelovanjem celotnega kompleksa encimov - glukoza-fosfataz. Vse sintezne reakcije zahtevajo energijo – za sintezo 1 molekule glukoze je potrebnih 6 molekul ATP!

Večina lastne sinteze glukoze poteka v celicah jeter in ledvic, vendar ne gre v srce, možgane in mišice (ni potrebnih encimov). Zaradi tega motnje presnove ogljikovih hidratov vplivajo predvsem na delo teh organov. Presnovo ogljikovih hidratov uravnava skupina hormonov: hormoni hipofize, glukokortikosteroidni hormoni nadledvične žleze, inzulin in glukagon trebušne slinavke. Motnje v hormonskem ravnovesju presnove ogljikovih hidratov vodijo v razvoj sladkorne bolezni.

Na kratko smo pregledali glavne dele menjave plastike. Lahko naredi vrsto splošni zaključki:

Sinteza lipidov in ogljikovih hidratov v celici - pojmi in vrste. Razvrstitev in značilnosti kategorije "Sinteza lipidov in ogljikovih hidratov v celici" 2017, 2018.

Lipidiimajo pomembno vlogo pri celični presnovi. Vsi lipidi so organske v vodi netopne spojine, prisotne v vseh živih celicah. Lipide glede na njihovo funkcijo delimo v tri skupine:

- strukturni in receptorski lipidi celičnih membran

- energetski "depo" celic in organizmov

- vitamini in hormoni skupine "lipidov".

Lipidi so sestavljeni iz maščobna kislina(nasičenih in nenasičenih) in organskega alkohola – glicerola. Večino maščobnih kislin dobimo iz hrane (živalske in rastlinske). Živalske maščobe so mešanica nasičenih (40-60%) in nenasičenih (30-50%) maščobnih kislin. Rastlinske maščobe so najbogatejše (75-90 %) z nenasičenimi maščobnimi kislinami in so najbolj koristne za naše telo.

Glavna masa maščob se porabi za presnovo energije, ki jo delijo posebni encimi - lipaze in fosfolipaze. Posledično se pridobijo maščobne kisline in glicerol, ki se nadalje uporabljajo v reakcijah glikolize in Krebsovega cikla. Z vidika tvorbe molekul ATP - maščobe so osnova energijske zaloge živali in ljudi.

Evkariontska celica prejema maščobe iz hrane, čeprav lahko sama sintetizira večino maščobnih kislin ( razen dveh nenadomestljivih– linolna in linolenska). Sinteza se začne v citoplazmi celic s pomočjo kompleksnega sklopa encimov in konča v mitohondrijih ali gladkem endoplazmatskem retikulumu.

Začetni produkt za sintezo večine lipidov (maščobe, steroidi, fosfolipidi) je "univerzalna" molekula - acetil-koencim A (aktivirana ocetna kislina), ki je vmesni produkt večine katabolnih reakcij v celici.

Maščobe so v vsaki celici, še posebej veliko pa jih je v posebnih celicah. maščobne celice – adipociti tvorjenje maščobnega tkiva. Presnovo maščob v telesu nadzirajo posebni hormoni hipofize, pa tudi inzulin in adrenalin.

Ogljikovi hidrati(monosaharidi, disaharidi, polisaharidi) so najpomembnejše spojine za reakcije energetske presnove. Zaradi razgradnje ogljikovih hidratov celica prejme večino energije in vmesnih spojin za sintezo drugih organskih spojin (beljakovin, maščob, nukleinskih kislin).

Večino sladkorjev celica in telo prejme od zunaj - iz hrane, lahko pa sintetizira glukozo in glikogen iz spojin brez ogljikovih hidratov. Substrati za različne vrste sinteze ogljikovih hidratov so molekule mlečne kisline (laktat) in piruvične kisline (piruvat), aminokisline in glicerol. Te reakcije potekajo v citoplazmi s sodelovanjem celotnega kompleksa encimov - glukoza-fosfataz. Vse sintezne reakcije zahtevajo energijo – za sintezo 1 molekule glukoze je potrebnih 6 molekul ATP!

Večina lastne sinteze glukoze poteka v celicah jeter in ledvic, vendar ne gre v srce, možgane in mišice (ni potrebnih encimov). Zato kršitve presnove ogljikovih hidratov vplivajo predvsem na delo teh organov. Presnovo ogljikovih hidratov uravnava skupina hormonov: hormoni hipofize, glukokortikosteroidni hormoni nadledvične žleze, inzulin in glukagon trebušne slinavke. Motnje v hormonskem ravnovesju presnove ogljikovih hidratov vodijo v razvoj sladkorne bolezni.

Na kratko smo pregledali glavne dele menjave plastike. Lahko naredi vrsto splošni zaključki:

Maščobe se sintetizirajo iz glicerola in maščobnih kislin.

Glicerin v telesu nastane pri razgradnji maščobe (hrane in lastne), zlahka pa se tvori tudi iz ogljikovih hidratov.

Maščobne kisline se sintetizirajo iz acetil koencima A. Acetil koencim A je univerzalni metabolit. Za njegovo sintezo sta potrebna vodik in energija ATP. Vodik se pridobiva iz NADP.H2. V telesu se sintetizirajo samo nasičene in mononasičene (z eno dvojno vezjo) maščobne kisline. Maščobne kisline, ki imajo v molekuli dve ali več dvojnih vezi, imenovane večkrat nenasičene maščobne kisline, se v telesu ne sintetizirajo in jih moramo zaužiti s hrano. Za sintezo maščob se lahko uporabljajo maščobne kisline - produkti hidrolize hrane in lastne maščobe.

Vsi udeleženci v sintezi maščobe morajo biti v aktivni obliki: glicerol v obliki glicerofosfat, ter maščobne kisline v obliki acetil koencim A. Sinteza maščobe poteka v citoplazmi celic (predvsem maščobnega tkiva, jeter, tankega črevesa). Poti sinteze maščob so prikazane na diagramu.

Treba je opozoriti, da lahko glicerol in maščobne kisline pridobimo iz ogljikovih hidratov. Zato se s prekomerno porabo le-teh v ozadju sedečega načina življenja razvije debelost.

DAP - dihidroaceton fosfat,

DAG je diacilglicerol.

TAG, triacilglicerol.

splošne značilnosti lipoproteini. Lipidi v vodnem okolju (in s tem v krvi) so netopni, zato se za transport lipidov po krvi v telesu tvorijo kompleksi lipidov z beljakovinami - lipoproteini.

Vse vrste lipoproteinov imajo podobno strukturo - hidrofobno jedro in hidrofilno plast na površini. Hidrofilno plast tvorijo beljakovine, ki jih imenujemo apoproteini, ter amfifilne lipidne molekule, fosfolipidi in holesterol. Hidrofilne skupine teh molekul so obrnjene proti vodni fazi, hidrofobni deli pa proti hidrofobnemu jedru lipoproteina, ki vsebuje transportirane lipide.

Apoproteini opravlja več funkcij:

Oblikujejo strukturo lipoproteinov;

Interakcija z receptorji na površini celic in tako določi, katera tkiva bodo zajela to vrsto lipoproteina;

Služijo kot encimi ali aktivatorji encimov, ki delujejo na lipoproteine.

Lipoproteini. V telesu se sintetizirajo naslednje vrste lipoproteinov: hilomikroni (XM), lipoproteini zelo nizke gostote (VLDL), lipoproteini srednje gostote (IDL), lipoproteini nizke gostote (LDL) in lipoproteini visoke gostote (HDL).Vsaka vrsta LP je nastaja v različnih tkivih in prenaša določene lipide. Na primer, eksogeni transport XM ( prehranske maščobe) iz črevesja v tkiva, zato triacilgliceroli predstavljajo do 85 % mase teh delcev.

lastnosti lipoproteinov. LP so dobro topni v krvi, niso opalescentni, saj so majhni in imajo negativen naboj na

površine. Nekateri LP zlahka prehajajo skozi stene kapilar krvne žile in dostavi lipide v celice. Velika velikost HM jim ne omogoča prodiranja skozi stene kapilar, zato iz črevesnih celic najprej vstopijo limfni sistem in nato skozi glavni torakalni kanal tečejo v kri skupaj z limfo. Usoda maščobnih kislin, glicerola in preostalih hilomikronov. Kot posledica delovanja LP-lipaze na XM maščobe nastanejo maščobne kisline in glicerol. Glavna masa maščobnih kislin prodre v tkiva. V maščobnem tkivu se v absorpcijskem obdobju maščobne kisline odlagajo v obliki triacilglicerolov, v srčni mišici in delujočih skeletnih mišicah pa se uporabljajo kot vir energije. Drugi produkt hidrolize maščobe, glicerol, je topen v krvi in ​​se transportira v jetra, kjer se lahko uporabi za sintezo maščob v času absorpcije.

Hiperhilomikronemija, hipertrigliceronemija. Po zaužitju hrane, ki vsebuje maščobe, se razvije fiziološka hipertrigliceronemija in s tem hiperhilomikronemija, ki lahko traja tudi nekaj ur.Hitrost odstranitve HM iz krvnega obtoka je odvisna od:

aktivnost LP-lipaze;

Prisotnost HDL, ki oskrbuje apoproteine ​​C-II in E za HM;

Prenos aktivnosti apoC-II in apoE na HM.

Genetske okvare katerega koli od proteinov, ki sodelujejo pri presnovi CM, vodijo v razvoj družinske hiperhilomikronemije, hiperlipoproteinemije tipa I.

Pri rastlinah iste vrste se lahko sestava in lastnosti maščobe razlikujejo glede na podnebne razmere rasti. Vsebnost in kakovost maščob v živalskih surovinah je odvisna tudi od pasme, starosti, stopnje zamaščenosti, spola, letnega časa itd.

Maščobe se pogosto uporabljajo pri proizvodnji številnih prehrambeni izdelki so visoko kalorični in hranilna vrednost povzročajo dolgotrajen občutek sitosti. Maščobe so pomembne okusne in strukturne sestavine v procesu priprave hrane, pomembno vplivajo na videz hrane. Pri cvrtju ima maščoba vlogo medija za prenos toplote.

Maščobe, pridobljene iz rastlinskih in živalskih tkiv, lahko poleg gliceridov vsebujejo proste maščobne kisline, fosfatide, sterole, pigmente, vitamine, aromatične in aromatične snovi, encime, beljakovine itd., Ki vplivajo na kakovost in lastnosti maščob. Na okus in vonj maščob vplivajo tudi snovi, ki nastanejo v maščobah med skladiščenjem (aldehidi, ketoni, peroksidi in druge spojine).

Maščobe se sintetizirajo iz glicerola in maščobnih kislin.

Glicerin v telesu nastane pri razgradnji maščobe (hrane in lastne), zlahka pa se tvori tudi iz ogljikovih hidratov.

Maščobne kisline se sintetizirajo iz acetil koencima A. Acetil koencim A je univerzalni metabolit. Za njegovo sintezo sta potrebna vodik in energija ATP. Vodik se pridobiva iz NADP.H2. V telesu se sintetizirajo samo nasičene in mononasičene (z eno dvojno vezjo) maščobne kisline. Maščobne kisline, ki imajo v molekuli dve ali več dvojnih vezi, imenovane večkrat nenasičene maščobne kisline, se v telesu ne sintetizirajo in jih moramo zaužiti s hrano. Za sintezo maščob se lahko uporabljajo maščobne kisline - produkti hidrolize hrane in lastne maščobe.

Vsi udeleženci v sintezi maščobe morajo biti v aktivni obliki: glicerol v obliki glicerofosfat, ter maščobne kisline v obliki acetil koencim A. Sinteza maščob poteka v citoplazmi celic (predvsem maščobno tkivo, jetra, tanko črevo).Poti sinteze maščob so prikazane na diagramu.

Treba je opozoriti, da lahko glicerol in maščobne kisline pridobimo iz ogljikovih hidratov. Zato se s prekomerno porabo le-teh v ozadju sedečega načina življenja razvije debelost.

DAP - dihidroaceton fosfat,

DAG je diacilglicerol.

TAG, triacilglicerol.

Splošne značilnosti lipoproteinov. Lipidi v vodnem okolju (in s tem v krvi) so netopni, zato se za transport lipidov po krvi v telesu tvorijo kompleksi lipidov z beljakovinami - lipoproteini.

Vse vrste lipoproteinov imajo podobno strukturo - hidrofobno jedro in hidrofilno plast na površini. Hidrofilno plast tvorijo beljakovine, imenovane apoproteini, in amfifilne lipidne molekule, imenovane fosfolipidi, in holesterol. Hidrofilne skupine teh molekul so obrnjene proti vodni fazi, hidrofobni deli pa proti hidrofobnemu jedru lipoproteina, ki vsebuje transportirane lipide.

Apoproteini opravlja več funkcij:

Oblikujejo strukturo lipoproteinov;

Interakcija z receptorji na površini celic in tako določi, katera tkiva bodo zajela to vrsto lipoproteina;

Služijo kot encimi ali aktivatorji encimov, ki delujejo na lipoproteine.

Lipoproteini. V telesu se sintetizirajo naslednje vrste lipoproteinov: hilomikroni (XM), lipoproteini zelo nizke gostote (VLDL), lipoproteini srednje gostote (IDL), lipoproteini nizke gostote (LDL) in lipoproteini visoke gostote (HDL).Vsaka vrsta LP je nastaja v različnih tkivih in prenaša določene lipide. XM na primer prenaša eksogene (prehranske maščobe) iz črevesja v tkiva, tako da triacilgliceroli predstavljajo do 85 % mase teh delcev.

lastnosti lipoproteinov. LP so zelo topni v krvi, niso opalescentni, saj imajo majhno velikost in negativen naboj.

površine. Nekatera zdravila zlahka prehajajo skozi stene kapilar krvnih žil in dostavljajo lipide v celice. Velika velikost HM jim ne omogoča prodiranja skozi stene kapilar, zato iz črevesnih celic najprej vstopijo v limfni sistem in nato skozi glavni torakalni kanal skupaj z limfo tečejo v kri. Usoda maščobnih kislin, glicerola in preostalih hilomikronov. Kot posledica delovanja LP-lipaze na XM maščobe nastanejo maščobne kisline in glicerol. Glavna masa maščobnih kislin prodre v tkiva. V maščobnem tkivu se v absorpcijskem obdobju maščobne kisline odlagajo v obliki triacilglicerolov, v srčni mišici in delujočih skeletnih mišicah pa se uporabljajo kot vir energije. Drugi produkt hidrolize maščobe, glicerol, je topen v krvi in ​​se transportira v jetra, kjer se lahko uporabi za sintezo maščob v času absorpcije.

Hiperhilomikronemija, hipertrigliceronemija. Po zaužitju hrane, ki vsebuje maščobe, se razvije fiziološka hipertrigliceronemija in s tem hiperhilomikronemija, ki lahko traja tudi nekaj ur.Hitrost odstranitve HM iz krvnega obtoka je odvisna od:

aktivnost LP-lipaze;

Prisotnost HDL, ki oskrbuje apoproteine ​​C-II in E za HM;

Prenos aktivnosti apoC-II in apoE na HM.

Genetske okvare katerega koli od proteinov, ki sodelujejo pri presnovi CM, vodijo v razvoj družinske hiperhilomikronemije, hiperlipoproteinemije tipa I.

Pri rastlinah iste vrste se lahko sestava in lastnosti maščobe razlikujejo glede na podnebne razmere rasti. Vsebnost in kakovost maščob v živalskih surovinah je odvisna tudi od pasme, starosti, stopnje zamaščenosti, spola, letnega časa itd.

Maščobe se pogosto uporabljajo pri proizvodnji številnih prehrambenih izdelkov, imajo visoko kalorično in hranilno vrednost, povzročajo dolgotrajen občutek sitosti. Maščobe so pomembne okusne in strukturne sestavine v procesu priprave hrane, pomembno vplivajo na videz hrane. Pri cvrtju ima maščoba vlogo medija za prenos toplote.

Maščobe, pridobljene iz rastlinskih in živalskih tkiv, lahko poleg gliceridov vsebujejo proste maščobne kisline, fosfatide, sterole, pigmente, vitamine, aromatične in aromatične snovi, encime, beljakovine itd., Ki vplivajo na kakovost in lastnosti maščob. Na okus in vonj maščob vplivajo tudi snovi, ki nastanejo v maščobah med skladiščenjem (aldehidi, ketoni, peroksidi in druge spojine).

Maščobe v človeško telo morajo biti stalno dobavljene s hrano. Potreba po maščobah je odvisna od starosti, narave dela, podnebnih razmer in drugih dejavnikov, v povprečju pa odrasel človek potrebuje od 80 do 100 g maščobe na dan. Dnevna prehrana mora vsebovati približno 70% živalskih in 30% rastlinskih maščob.