Jump to content

Липидный метаболизм

(Перенаправлено из метаболизма жира )

Липидный метаболизм - это синтез и деградация липидов в клетках, включая разрушение и хранение жиров для энергии и синтез структурных и функциональных липидов, таких как те, которые участвуют в построении клеточных мембран . У животных эти жиры получают из пищи и синтезируются печенью . [ 1 ] Липогенез - это процесс синтеза этих жиров. [ 2 ] [ 3 ] Большинство липидов, обнаруженных в организме человека от приема пищи, - это триглицериды и холестерин . [ 4 ] Другими типами липидов, обнаруженных в организме, являются жирные кислоты и мембранные липиды . Липидный метаболизм часто считается процессом пищеварения и поглощения пищевого жира; Тем не менее, существует два источника жиров, которые организмы могут использовать для получения энергии: от потребляемых пищевых жиров и из сохраненного жира. [ 5 ] Позвоночные (включая людей) используют оба источника жира для производства энергии для органов, таких как сердце , для функционирования. [ 6 ] Поскольку липиды являются гидрофобными молекулами, их необходимо солюбилизировать до начала их метаболизма. Липидный метаболизм часто начинается с гидролиза , [ 7 ] который происходит с помощью различных ферментов в пищеварительной системе. [ 2 ] Липидный метаболизм также встречается у растений, хотя процессы в некоторых отношениях различаются по сравнению с животными. [ 8 ] Вторым этапом после гидролиза является поглощение жирных кислот в эпителиальные клетки кишечной стенки . [ 6 ] В эпителиальных клетках жирные кислоты упаковываются и транспортируются в остальную часть тела. [ 9 ]

Метаболические процессы включают пищеварение липидов, поглощение липидов, транспорт липидов, хранение липидов, липидный катаболизм и биосинтез липидов. Липидный катаболизм осуществляется процессом, известным как -окисление , которое происходит в митохондриях и пероксисомных органелле бета .

Липидное пищеварение

[ редактировать ]

Пищеварение является первым шагом к липидному метаболизму, и это процесс разбивания триглицеридов на более мелкие моноглицеридные единицы с помощью ферментов липазы . Расщепление жиров начинается во рту посредством химического пищеварения язычной липазой . Поглощенный холестерин не разрушается липасами и остается нетронутым, пока он не войдет в эпителийные клетки тонкой кишки. Затем липиды продолжаются до желудка, где начинается химическое пищеварение желудочной липазы , а механическое пищеварение ( перистальса ). Однако большая часть липидного пищеварения и поглощения возникает после того, как жиры достигают тонкого кишечника. Химические вещества из поджелудочной железы ( семейство липазы поджелудочной железы и желчная липаза, зависимая от соли ), секретируются в тонкую кишку, чтобы помочь разрушить триглицериды, [ 10 ] Наряду с дальнейшим механическим расщеплением, пока они не станут отдельными единицами жирных кислот тонкой кишки , которые могут поглощаться в эпителиальные клетки . [ 11 ] Это липаза поджелудочной железы, которая отвечает за передачу сигналов для гидролиза триглицеридов в отдельные свободные жирные кислоты и глицериновые единицы.

Поглощение липидов

[ редактировать ]
Блок -схема, показывающая процесс поглощения липидов

Вторым этапом липидного метаболизма является поглощение жиров. Жирные кислоты коротких цепей могут поглощаться в желудке , в то время как большая часть поглощения жиров происходит только в тонком кишечнике . Как только триглицериды разбиваются на отдельные жирные кислоты и глицерины , наряду с холестерином, они будут агрегировать в структуры, называемые мицеллами . Жирные кислоты и моноглицериды оставляют мицеллы и диффундируют через мембрану, чтобы войти в эпителиальные клетки кишечника. В цитозоле эпителиальных клеток жирные кислоты и моноглицериды рекомбинируются обратно в триглицериды. В цитозоле эпителиальных клеток триглицериды и холестерин упаковываются в большие частицы, называемые хиломикронами , которые представляют собой амфипатические структуры, которые транспортируют перевариваемые липиды. [ 9 ] Хиломикроны пройдут через кровоток, чтобы войти в жировую и другие ткани в организме. [ 6 ] [ 2 ] [ 3 ]

Липидный транспорт

[ редактировать ]

Благодаря гидрофобной природе мембранных липидов , триглицеридов и холестерина , они требуют специальных транспортных белков, известных как липопротеины. [ 1 ] Амфипатическая структура липопротеинов позволяет транспортировать триглицериды и холестерин через кровь . Хиломикроны представляют собой одну подгруппу липопротеинов, которые несут перевариваемые липиды из тонкой кишки до остальной части тела. Различающиеся плотности между типами липопротеинов характерны для того, какой тип жиров они переносят. [ 12 ] Например, липопротеины с очень низкой плотностью ( LLDL ) несут триглицериды, синтезируемые нашим организмом, и холестерином переноса липопротеинов низкой плотности (ЛПНП) в наши периферические ткани. [ 6 ] [ 1 ] Некоторые из этих липопротеинов синтезируются в печени, но не все из них происходят из этого органа. [ 1 ]

Хранение липидов

[ редактировать ]

Липиды хранятся в белой жировой ткани в виде триглицеридов. У худой молодых взрослых человек масса хранящихся триглицеридов составляет около 10–20 килограммов. Триглицериды образуются из основы глицерина с тремя жирными кислотами. Свободные жирные кислоты активируются в ацил-КоА и этерифицируют, чтобы окончательно достичь капли триглицерида. Липопротеин -липаза играет важную роль. [ 13 ]

Липидный катаболизм

[ редактировать ]

После того, как хиломикроны (или другие липопротеины) проходят через ткани, эти частицы будут разбиты липопротеиновой липазой на люминальной поверхности эндотелиальных клеток в капиллярах для высвобождения триглицеридов. [ 14 ] Триглицериды будут разбиты на жирные кислоты и глицерину, прежде чем войти в клетки, а оставшийся холестерин снова будет проходить через кровь в печень. [ 15 ]

[15] Разбивка жирных кислот путем бета -окисления
[15] Breakdown of fatty acids by beta oxidation

В цитозоле клетки (например, мышечная клетка) глицерин будет преобразован в глицеральдегид 3-фосфат , который является промежуточным в гликолизе , для дальнейшего окисления и вырабатывания энергии. Однако основные этапы катаболизма жирных кислот происходят в митохондриях . [ 16 ] Длинные цепные жирные кислоты (более 14 углерода) должны быть преобразованы в жирную ацил-КоА, чтобы пройти через мембрану митохондрий . [ 6 ] Катаболизм жирных кислот начинается в цитоплазме клеток , поскольку ацил-коа-синтетаза использует энергию от расщепления АТФ для катализации добавления коэнзимента А к жирной кислоте. [ 6 ] Полученный ацил-КоА пересекает мембрану митохондрий и входит в процесс бета-окисления . Основными продуктами пути бета-окисления являются ацетил-КоА (который используется в цикле лимонной кислоты для производства энергии), NADH и FADH. [ 16 ] Процесс бета-окисления требует следующих ферментов: ацил-коадегидрогеназа , эноил-коа-гидратаза , 3-гидроксиацил-коадегидрогеназа и 3-кетоацил-коа-тиолаза . [ 15 ] Диаграмма слева показывает, как жирные кислоты превращаются в ацетил-КоА. Общая чистая реакция с использованием пальмитоил-COA (16: 0) в качестве модельной субстрата:

7 FAD + 7 NAD + + 7 коаша + 7 ч 2 o + h (ch 2 ch 2 ) 7 ch 2 co-scoa → 8 ch 3 co-scoa + 7 fadh 2 + 7 nadh + 7 ч +

Липидный биосинтез

[ редактировать ]

В дополнение к диетическим жирам липиды хранения, хранящиеся в жировых тканях, являются одним из основных источников энергии для живых организмов. [ 17 ] Триацилглицерины , липидная мембрана и холестерин могут быть синтезированы организмами через различные пути.

Мембранный липидный биосинтез

[ редактировать ]

Существует два основных класса мембранных липидов: глицерофосфолипиды и сфинголипиды . Хотя в нашем организме синтезируется много разных мембранных липидов, пути имеют одинаковую картину. Первым шагом является синтезирование основного костяка ( сфингозин или глицерин ), второй шаг - добавление жирных кислот к основной цепи, чтобы сделать фосфатидную кислоту. Фосфатидная кислота дополнительно модифицируется с прикреплением различных гидрофильных головных групп к основной цепи. Мембранный липидный биосинтез происходит в мембране эндоплазматической ретикулумы . [ 18 ]

Биосинтез триглицеридов

[ редактировать ]

Фосфатидная кислота также является предшественником биосинтеза триглицеридов. Фосфотаза фосфатидной кислоты катализирует превращение фосфатидной кислоты в диацилглицерид, который будет преобразован в триглицериды ацилтрансферазой . Биосинтез триглицеридов происходит в цитозоле. [ 19 ]

Биосинтез жирной кислоты

[ редактировать ]

Предшественником жирных кислот является ацетил-КоА , и это происходит в цитозоле клетки. [ 19 ] Общая чистая реакция с использованием пальмитата (16: 0) в качестве модельного субстрата:

8 ацетил-COA + 7 ATP + 14 NADPH + 6H + → пальмитат + 14 NADP + + 6H2O + 7ADP + 7P.

Биосинтез холестерина

[ редактировать ]

Холестерин может быть сделан из ацетил-КоА через многоэтапный путь, известный как изопреноидный путь . Холестерины необходимы, потому что они могут быть изменены, чтобы сформировать различные гормоны в организме, такие как прогестерон . [ 6 ] 70% биосинтеза холестерина происходит в цитозоле клеток печени. [ Цитация необходима ]

Гормональная регуляция липидного метаболизма

[ редактировать ]

Липидный метаболизм жестко регулируется гормонами для обеспечения баланса между накоплением энергии и использованием.

  • Инсулин : способствует синтезу липидов, ингибируя распад липидов и облегчает транспорт глюкозы и превращение в жирные кислоты. [ 20 ]
  • Глюкагон : стимулирует окисление жирных кислот и ингибирует синтез жирных кислот de novo, уменьшая высвобождение ЛПОП и стеатоз печени. [ 21 ]
  • Гормон щитовидной железы: способствует синтезу печеночных триглицеридов, повышение липолиза, стимулирование β-окисления митохондриальных жирных кислот и регуляцию уровней холестерина посредством различных механизмов, включая экспрессию рецептора ЛПНП и экскремацию желчной кислоты. [ 21 ]
  • Секс -гормон:
    • Эстроген : снижает синтез триглицеридов и повышает уровень холестерина ЛПВП, потенциально за счет стимулирования окисления жирных кислот и ингибирования липогенеза. [ 21 ]
    • Тестостерон : стимулирует липогенез De novo и накопление жира, которые затем включаются в триглицериды для хранения энергии. [ 21 ]
  • Адреналин : стимулирует липолиз и ингибирует липогенез посредством фосфорилирования AMPK, влияя на текучесть липидов и накопление в жировой ткани. [ 21 ]

Расстройства липидного метаболизма

[ редактировать ]

Нарушения липидного метаболизма (включая врожденные ошибки липидного метаболизма ) являются болезнями, когда возникают проблемы при разрушении или синтезе жиров (или жироподобных веществах). [ 22 ] Нарушения липидного метаболизма связаны с увеличением концентраций плазменных липидов в крови, таких как холестерин ЛПНП , ЛПОНЛ и триглицериды , которые чаще всего приводят к сердечно -сосудистым заболеваниям. [ 23 ] В течение всего времени эти расстройства являются наследственными, а это означает, что это состояние, которое передается от родителя к ребенку через их гены. [ 22 ] Болезнь Гоше (типы I, II и III), болезнь Ниманна - Пика , болезнь Тай -Сах и болезнь Фабри - все это заболевания, при которых эти страдания могут иметь расстройство липидного метаболизма их организма. [ 24 ] Редлеными заболеваниями, касающимися расстройства липидного метаболизма, являются ситостеролемия , болезнь Вольмана , болезнь Рефсума и церебротротендинозный ксантоматоз . [ 24 ]

Типы липидов

[ редактировать ]

Типы липидов, участвующих в метаболизме липидов, включают в себя:

  • Мембранные липиды:
    • Фосфолипиды : фосфолипиды являются основным компонентом липидного бислоя клеточной мембраны и обнаружены во многих частях тела. [ 25 ]
    • Сфинголипиды : сфинголипиды в основном обнаруживаются в клеточной мембране нервной ткани. [ 18 ]
    • Гликолипиды . Основная роль гликолипидов заключается в поддержании стабильности липидного бислоя и облегчения распознавания клеток. [ 25 ]
    • Глицерофосфолипиды : нейронная ткань (включая мозг) содержит большое количество глицерофосфолипидов. [ 25 ]
  • Другие виды липидов:
    • Холестерины : холестерины являются основными предшественниками для разных гормонов в нашем организме, таких как прогестерон и тестостерон. Основной функцией холестерина является контроль текучести клеточной мембраны. [ 26 ]
    • Стероид - см. Также стероидогенез : стероиды являются одной из важных клеточных сигнальных молекул. [ 26 ]
    • Триацилглицерины (жиры) - см. Также липолиз и липогенез : триацилглицерины являются основной формой хранения энергии в организме человека. [ 1 ]
    • Жирные кислоты - см. Также метаболизм жирных кислот : жирные кислоты являются одним из предшественников, используемых для биосинтеза липидной мембраны и холестерина. Они также используются для энергии.
    • Соли желчи : желчные соли секретируются из печени, и они облегчают расщепление липидов в тонкой кишке. [ 27 ]
    • Эйкозаноиды : эйкозаноиды изготовлены из жирных кислот в организме и используются для передачи сигналов клеток . [ 28 ]
    • Кетоновые тела : кетоновые тела изготовлены из жирных кислот в печени. Их функция состоит в том, чтобы производить энергию в периоды голода или низкого потребления пищи. [ 6 ]
  1. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и «Обзор липидного метаболизма» . Merck Manuals Professional Edition . Получено 2016-11-01 .
  2. ^ Jump up to: а беременный в «Гидролиз - химическая энциклопедия - структура, реакция, вода, белки, примеры, соль, молекула» . ChemistryExplaide.com . Получено 2016-11-01 .
  3. ^ Jump up to: а беременный Freifelder D (1987). Молекулярная биология (2 -е изд.). Бостон: Джонс и Бартлетт. ISBN  978-0-86720-069-0 .
  4. ^ Baynes D (2014). Медицинская биохимия . Saunders, Elsevier Limited. С. 121–122. ISBN  978-1-4557-4580-7 .
  5. ^ Arrese El, Sulages JL (2010). «Жирный организм насекомых: энергия, метаболизм и регуляция» . Ежегодный обзор энтомологии . 55 : 207–25. doi : 10.1146/annurev-ento-112408-085356 . PMC   3075550 . PMID   19725772 .
  6. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час Lehninger AL, Nelson DL, Cox MM (2000). Лехнингер Принципы биохимии (3 -е изд.). Нью -Йорк: Стоит издатели. ISBN  978-1-57259-931-4 .
  7. ^ Ophardt CE (2013). «Сводка липидного метаболизма» . Виртуальная химическая книга . Элмхерст -колледж.
  8. ^ Свадьба RT (май 1972). «Обзорная работа: биохимия липидов растений». Новый фитолог . 71 (3): 547–548. JSTOR   2430826? Полем
  9. ^ Jump up to: а беременный Джо Y, Оказаки Х, Мун YA, Zhao T (2016). «Регуляция липидного метаболизма и за его пределами» . Международный журнал эндокринологии . 2016 : 5415767. DOI : 10.1155/2016/5415767 . PMC   4880713 . PMID   27293434 .
  10. ^ Пелли Дж.В. (2012). Интегрированный обзор Elsevier Biochemistry (2 -е изд.). Филадельфия: Elsevier/Mosby. ISBN  978-0-323-07446-9 .
  11. ^ Voet D, Voet JG, Pratt CW (2013). Основы биохимии: жизнь на молекулярном уровне (четвертое изд.). Хобокен, Нью -Джерси: Уайли. ISBN  978-0-470-54784-7 Полем OCLC   738349533 .
  12. ^ Харрис -младший (2009). Связывание холестерина и транспорт холестерина: структура и функции здоровья и заболевания . Дордрехт: Спрингер. ISBN  978-90-481-8621-1 .
  13. ^ Механизм хранения и синтез жирных кислот и триглицеридов в белых адипоцитах | Физиология и физиопатология жировой ткани PP 101–121 | Doi: 10.1007/978-2-8178-0343-2_8
  14. ^ Feingold KR, Grunfeld C (2000). «Введение в липиды и липопротеины» . В De Groot LJ, Chrousos G, Dungan K, Feingold KR, Grossman A, Hershman JM, Koch C, Korbonits M, McLachlan R (Eds.). Endotext . Южный Дартмут (MA): MDText.com, Inc. PMID   26247089 .
  15. ^ Jump up to: а беременный в «Бета-окисление жирных кислот-липидная библиотека AOCS» . lipidlibrary.aocs.org . Архивировано из оригинала 2019-01-21 . Получено 2017-11-28 .
  16. ^ Jump up to: а беременный Шеффлер IE (2008). Митохондрия (2 -е изд.). Хобокен, Нью-Джерси: Уайли-Лисс. ISBN  978-0-470-04073-7 .
  17. ^ Choe SS, Huh JY, Hwang IJ, Kim Ji, Kim JB (2016-04-13). «Реконструкция жировой ткани: его роль в энергетическом метаболизме и метаболических расстройствах» . Границы в эндокринологии . 7 : 30. doi : 10.3389/fendo.2016.00030 . PMC   4829583 . PMID   27148161 .
  18. ^ Jump up to: а беременный Gault CR, Obeid LM, Hannun YA (2010). «Обзор метаболизма сфинголипидов: от синтеза до разрушения». Сфинголипиды как сигнальные и регуляторные молекулы . Достижения в области экспериментальной медицины и биологии. Тол. 688. С. 1–23. doi : 10.1007/978-1-4419-6741-1_1 . ISBN  978-1-4419-6740-4 Полем PMC   3069696 . PMID   20919643 .
  19. ^ Jump up to: а беременный Lok CM, Ward JP, Van Dorp DA (март 1976 г.). «Синтез хиральных глицеридов, начиная с d- и l-serine». Химия и физика липидов . 16 (2): 115–22. doi : 10.1016/0009-3084 (76) 90003-7 . PMID   1269065 .
  20. ^ Соколова, EI; Perova, NV (2004-07-01). «Гормональная регуляция липидного метаболизма у здоровых субъектов с ожирением или без него» . Человеческая физиология . 30 (4): 441–444. doi : 10.1023/b: Humb.0000036339.26918.92 . ISSN   1608-3164 .
  21. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и Дэнке , ; Zhang ​ 7052. DOI : 10.3390 . /   : Molecules27207052   
  22. ^ Jump up to: а беременный «Расстройства липидного метаболизма» . MedlinePlus . Получено 2016-11-20 .
  23. ^ О'Мэлли К (1984). Клиническая фармакология и лекарственное лечение у пожилых людей . Эдинбург; Нью -Йорк: Черчилль Ливингстон. ISBN  978-0-443-02297-5 .
  24. ^ Jump up to: а беременный «Расстройства липидного метаболизма» . Merck Manuals Consumer Version . Получено 2016-11-20 .
  25. ^ Jump up to: а беременный в Альбертс Б., Джонсон А., Льюис Дж., Рафф М., Робертс К., Уолтер П. (2002). «Липидный бислой» . Молекулярная биология клетки (4 -е изд.). Гарлендская наука. ISBN  978-0-8153-3218-3 .
  26. ^ Jump up to: а беременный Incardona JP, Eaton S (апрель 2000 г.). «Холестерин в трансдукции сигнала». Современное мнение в клеточной биологии . 12 (2): 193–203. doi : 10.1016/s0955-0674 (99) 00076-9 . PMID   10712926 .
  27. ^ Рассел Д.В. (2003). «Ферменты, регуляция и генетика синтеза желчной кислоты». Ежегодный обзор биохимии . 72 : 137–74. doi : 10.1146/annurev.biochem.72.121801.161712 . PMID   12543708 .
  28. ^ Уильямс Ки, Хиггс Г.А. (октябрь 1988 г.). «Эйкозаноиды и воспаление» . Журнал патологии . 156 (2): 101–110. doi : 10.1002/path.1711560204 . PMID   3058912 . S2CID   34803631 .

Липид+метаболизм в Национальной библиотеке медицины Медицинской библиотеки США (Mesh)

Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 0c2b490b0e4c4ece9ae43f68154a6147__1724409120
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/0c/47/0c2b490b0e4c4ece9ae43f68154a6147.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Lipid metabolism - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)