Схема жирового обмена

Схема жирового обмена

Жиры и другие липиды (фосфатиды, стерины, цереброзиды и др.) объединены в одну группу по физико-химическим свойствам: они не растворяются в воде, но растворяются в органических растворителях (эфир, спирт, бензол и др.). Эта группа веществ важна для пластического и энергетического обмена. Пластическая роль липидов состоит в том, что они входят в состав клеточных мембран и в значительной мере определяют их свойства. Велика энергетическая роль жиров. Их теплотворная способность более чем в 2 раза превышает таковую углеводов и белков. При расщеплении 1 г жира образуется 38,9 кДж энергии.

Большая часть жиров в организме находится в жировой ткани, меньшая часть входит в состав клеточных структур. Больше всего запасного жира содержится в жировой ткани, которой особенно много в подкожной клетчатке, вокруг некоторых внутренних органов, например почек (в околопочечной клетчатке), а также в некоторых органах, например в печени и мышцах.

Общее количество жира в организме человека колеблется в широких пределах и в среднем составляет 10—20% от массы тела, а в случае патологического ожирения может достигать даже 50%.

Образование и распад жиров в организме. Жиры, всосавшиеся в кишечнике, поступают в лимфатическую систему, а оттуда с кровью непосредственно в жировую ткань, которая имеет значение жирового депо организма. Находящиеся здесь жиры подвергаются окислению, т.е. используются как энергетический материал.

При длительном и обильном питании каким-либо одним видом жира может изменяться состав жира, откладывающегося в организме. Это показано в опытах на собаках, которые после длительного голодания потеряли почти весь запасной жир тела. Одни животные после этого получали с пищей льняное масло, а другие — баранье сало. Через три недели масса животных восстановилась; в теле каждого из них обнаружено отложение около 1 кг жира, который у первых был жидким, не застывал при 0 °С и походил на льняное масло, а у вторых оказался твердым, имел точку плавления +50 °С и был похож на баранье сало.

При обильном углеводном питании и отсутствии жиров в пище синтез жира в организме может происходить из углеводов.

Некоторые ненасыщенные жирные кислоты (с числом двойных связей более 1), например линолевая, линоленовая и арахидоновая, в организме человека и некоторых животных не образуются из других жирных кислот, т.е. являются незаменимыми. Вместе с тем они необходимы для нормальной жизнедеятельности. Это обстоятельство, а также то, что с жирами поступают некоторые растворимые в них витамины, является причиной тяжелых патологических нарушений, которые могут наступить при длительном (многомесячном) исключении жиров из пищи. Соотношение растительных и животных жиров должно составлять 60 : 40% (рис. 9.5 [1] )-

Регуляция обмена жиров. Процесс образования, отложения и мобилизации из депо жира регулируется нервной и эндокринной системами (рис. 9.6), а также тканевыми механизмами и тесно связан с углеводным обменом.

Так, повышение концентрации глюкозы в крови уменьшает распад триглицеридов и активизирует их синтез. Понижение концентрации глюкозы в крови, наоборот, тормозит синтез триглицеридов и усиливает их расщепление. Таким образом, взаимосвязь жирового и углеводного обмена направлена на обеспечение энергетических по-

Рис. 9.5. Схема жирового обмена

Рис. 9.6. Регуляция жирового обмена

требностей организма. При избытке углеводов в пище триглицериды депонируются в жировой ткани, при нехватке углеводов происходит расщепление триглицеридов с образованием жирных кислот, служащих источником энергии.

Ряд гормонов оказывают выраженное влияние на жировой обмен. Сильным жиромобилизующим действием обладают гормоны мозгового слоя надпочечников — адреналин и норадреналин, поэтому длительная адреналинемия сопровождается уменьшением жирового депо. Соматотропный гормон гипофиза также обладает жиромобилизующим действием. Аналогично действует тироксин — гормон щитовидной железы, поэтому гиперфункция щитовидной железы сопровождается похуданием.

Наоборот, тормозят мобилизацию жира глюкокортикоиды, гормоны коркового слоя надпочечника — вероятно, вследствие того, что они несколько повышают уровень глюкозы в крови.

Имеются данные, свидетельствующие о возможности прямых нервных влияний на обмен жиров: симпатические влияния тормозят синтез триглицеридов и усиливают их распад; парасимпатические влияния, наоборот, способствуют отложению жира. Показано, в частности, что после перерезки чревного нерва с одной стороны у голодающей кошки к концу периода голодания на денервированной стороне в околопочечной клетчатке сохраняется значительно больше жира, чем на контрольной (неденервированной).

Читайте также:  Майка для жима лежа

Нервные влияния на жировой обмен контролируются гипоталамусом. При разрушении вентромедиальных ядер гипоталамуса развиваются длительное повышение аппетита и усиленное отложение жира. Раздражение вентромедиальных ядер, напротив, ведет к потере аппетита и исхуданию.

Липидный обмен, или метаболизм липидов — сложный биохимический и физиологический процесс, происходящий в некоторых клетках живых организмов.

Липидный обмен включает в себя следующие процессы:

  • Расщепление, переваривание и всасывание липидов в пищеварительном тракте, поступающих вместе с пищей.
  • Транспорт жиров из кишечника с помощью хиломикронов.
  • Обмен триацилглицеролов.
  • Обмен фосфолипидов.
  • Обмен холестерола.
  • Взаимопревращения жирных кислот и кетоновых тел.
  • Липогенез.
  • Катаболизм липидов — липолиз.
  • Катаболизм жирных кислот.

Содержание

Общие сведения о липидах [ править | править код ]

Термин «липиды» объединяет вещества, обладающие общим физическим свойством — гидрофобностью, то есть нерастворимостью в воде. Однако такое определение в настоящее время является не совсем корректным ввиду, того, что некоторые группы (триацилглицерины, фосфолипиды, сфинголипиды и др.) проявляют себя как амфифильные или дифильные соединения, то есть способные растворяться как в полярных веществах (гидрофильность), так и в неполярных (гидрофобность). По структуре липиды настолько разнообразны, что у них отсутствует общий признак химического строения. Липиды разделяют на классы, в которые объединяют молекулы, имеющие сходное химическое строение и общие биологические свойства.

Основную массу липидов в организме составляют жиры — триацилглицеролы, служащие формой депонирования энергии. Жиры располагаются преимущественно в подкожной жировой ткани и выполняют также функции теплоизоляционной и механической защиты.

Фосфолипиды — большой класс липидов, получивший своё название из-за остатка фосфорной кислоты, придающего им свойства амфифильности. Благодаря этому свойству фосфолипиды формируют бислойную структуру мембран, в которую погружены белки. Клетки или отделы клеток, окружённые мембранами, отличаются по составу и набору молекул от окружающей среды, поэтому химические процессы в клетке разделены и ориентированы в пространстве, что необходимо для регуляции метаболизма.

Стероиды, представленные в животном мире холестеролом и его производными, выполняют разнообразные функции. Холестерол — важный компонент мембран и регулятор свойств гидрофобного слоя. Производные холестерола (жёлчные кислоты) необходимы для переваривания жиров. Стероидные гормоны, синтезируемые из холестерола, участвуют в регуляции энергетического, водно-солевого обменов, половых функций. Кроме стероидных гормонов, многие производные липидов выполняют регуляторные функции и действуют, как и гормоны, в очень низких концентрациях. Например, тромбоцитактивирующий фактор — фосфолипид особой структуры — оказывает сильное влияние на агрегацию тромбоцитов в концентрации 10-12 М; эйкозаноиды, производные полиеновых жирных кислот, вырабатываемые почти всеми типами клеток, вызывают разнообразные биологические эффекты в концентрациях не более 10-9 М. Из приведённых примеров следует, что липиды обладают широким спектром биологических функций.

В тканях человека количество разных классов липидов существенно различается. В жировой ткани жиры составляют до 75 % сухого веса. В нервной ткани липидов содержится до 50 % сухого веса, основные из них фосфолипиды и сфингомиелины (30 %), холестерол (10 %), ганглиозиды и цереброзиды (7 %). В печени общее количество липидов в норме не превышает 10—13 %.

Нарушения обмена липидов приводят к развитию многих заболеваний, но среди людей наиболее распространены два из них — ожирение и атеросклероз.

Расщепление, переваривание и всасывание пищевых липидов [ править | править код ]

Суточная потребность человека в жирах составляет 70—80 г, хотя в пищевом рационе их содержание может колебаться от 80 до 130 г.

Переваривание липидов в желудке [ править | править код ]

В желудке имеется фермент липаза, способный катализировать расщепление триацилглицеролов. Однако оптимальной средой её действия является среда, близкая к нейтральной. Поэтому липаза в желудке у взрослых людей практически неактивна из-за малых значений pH.

Однако у детей ситуация обстоит несколько по-другому: желудок детей имеет при рождении среду, близкую к нейтральной (pH (среднее) = 5,5). Это явление обусловлено основным продуктом питания детей — молоком (содержит белки и жирных кислоты (количество углерода меньше 14)). Так, фермент липаза выполняет ключевую роль в метаболизме липидов у детей [ источник не указан 341 день ] .

Переваривание липидов в кишечнике [ править | править код ]

В двенадцатиперстной кишке пища подвергается действию желчи и сока поджелудочной железы. На первом этапе там происходит эмульгирование жиров.

Эмульгирование жиров [ править | править код ]

Жиры составляют до 90 % липидов, поступающих с пищей. Переваривание жиров происходит в тонком кишечнике, однако уже в желудке небольшая часть жиров гидролизуется под действием «липазы языка» (лингвальная (лат. lingua — язык) липаза). Этот фермент синтезируется железами на дорсальной поверхности языка и относительно устойчив при кислых значениях рН желудочного сока. Поэтому он действует в течение 1—2 ч на жиры пищи в желудке. Однако вклад этой липазы в переваривание жиров у взрослых людей незначителен. Основной процесс переваривания происходит в тонкой кишке.

Читайте также:  Почему чешется за ухом

Так как жиры — нерастворимые в воде соединения, то они могут подвергаться действию ферментов, растворённых в воде только на границе раздела фаз вода/жир. Поэтому действию панкреатической липазы, гидролизующей жиры, предшествует эмульгирование жиров. Эмульгирование (смешивание жира с водой) происходит в тонком кишечнике под действием солей жёлчных кислот. Жёлчные кислоты в основном конъюгированные: таурохолевая, гликохолевая и другие кислоты.

Гормоны, активирующие переваривание жиров [ править | править код ]

При поступлении пищи в желудок, а затем в кишечник клетки слизистой оболочки тонкого кишечника начинают секретировать в кровь пептидный гормон холецистокинин (панкреозимин). Этот гормон действует на жёлчный пузырь, стимулируя его сокращение, и на экзокринные клетки поджелудочной железы, стимулируя секрецию пищеварительных ферментов, в том числе панкреатической липазы. Другие клетки слизистой оболочки тонкого кишечника в ответ на поступление из желудка кислого содержимого выделяют гормон секретин. Секретин — гормон пептидной природы, стимулирующий секрецию гидрокарбоната (НСО3 — ) в сок поджелудочной железы.

Нарушения переваривания и всасывания жиров [ править | править код ]

Нарушение переваривания жиров может быть следствием нескольких причин. Одна из них — нарушение секреции жёлчи из жёлчного пузыря при механическом препятствии оттоку жёлчи. Это состояние может быть результатом сужения просвета жёлчного протока камнями, образующимися в жёлчном пузыре, или сдавлением жёлчного протока опухолью, развивающейся в окружающих тканях. Уменьшение секреции жёлчи приводит к нарушению эмульгирования пищевых жиров и, следовательно, к снижению способности панкреатической липазы гидролизовать жиры.

Нарушение секреции сока поджелудочной железы и, следовательно, недостаточная секреция панкреатической липазы также приводят к снижению скорости гидролиза жиров. В обоих случаях нарушение переваривания и всасывания жиров приводит к увеличению количества жиров в фекалиях — возникает стеаторея (жирный стул). В норме содержание жиров в фекалиях составляет не более 5 %. При стеаторее нарушается всасывание жирорастворимых витаминов (A, D, E, К) и незаменимых жирных кислот, поэтому при длительно текущей стеаторее развивается недостаточность этих незаменимых факторов питания с соответствующими клиническими симптомами. При нарушении переваривания жиров плохо перевариваются и вещества нелипидной природы, так как жир обволакивает частицы пищи и препятствует действию на них ферментов.

Всасывание липидов в кишечнике [ править | править код ]

Ресинтез жиров в слизистой оболочке тонкого кишечника [ править | править код ]

Основная часть всосавшихся в тонком кишечнике липидов принимает участие в ресинтезе триацилглицеринов. Для этого в эндоплазматическом ретикулуме энтероцитов работают специальные ферменты

Факторы, влияющие на всасывание липидов [ править | править код ]

Катаболизм липидов [ править | править код ]

Катаболизм липидов — совокупность всех катаболических процессов липидов, включающая несколько стадий:

Липолиз [ править | править код ]

Липолиз — катаболический процесс, результатом которого является расщепление жиров, происходящее под действием фермента липазы.

Жиры — это группа природных веществ, присутствующих в клетках каждого растения и животного, особенно в жире наземных животных, морских млекопитающих и рыб, а также в семенах некоторых растений.

Что такое жиры

Жиры представляют собой химические триацилглицерины, то есть сложные эфиры жирных кислот с глицерином трехвалентного спирта. Это могут быть сложные эфиры только одной кислоты или, чаще всего, сложные эфиры двух или трех разных кислот.

Из многих жирных кислот наиболее насыщенными кислотами являются стеариновая и пальмитиновая кислоты, а также ненасыщенные олеиновая, линолевая и линоленовая кислоты. Консистенция жира при температуре окружающей среды зависит от типа отдельных жирных кислот; если жиры содержат больше ненасыщенных кислот, при комнатной температуре они жидкие и называются маслами.

Классификация жиров

Жиры и масла классифицируются по происхождению на животные жиры (молочный жир / масло, свиное сало, говяжий и овечий жир и птичий жир), рыбий жир, растительные масла (подсолнечное, соевое, рапсовое, оливковое, тыквенное, арахисовое, пальмовое) и растительные жиры (кокосовый жир, пальмовый жир, какао-масло).

Читайте также:  Гликемический индекс сыров твердых

Из животного сырья жир можно получить в виде готового продукта, просто расплавив и отделив твердый остаток. Переработка растительного масла в сырье намного сложнее и проходит в два этапа: производство неочищенного нерафинированного масла и его переработка. Прессование является очень старым процессом для производства растительных масел, и даже сегодня, без рафинирования, оно используется для некоторого сырья (оливки, тыквенные семечки, в последнее время и семена подсолнечника).

Роль жира в организме

Жиры являются важным компонентом в рационе человека. В современной диете основными источниками жира являются растительные масла, сало (особенно в мясных продуктах), сливочное масло и маргарин. Обильная жирная диета (особенно жир животных, который содержит много холестерина) не нужна, потому что жиры также могут синтезироваться в организме из веществ, полученных в результате расщепления углеводов и белков.

Жировой обмен начинается в кишечнике, где жиры сначала эмульгируются с помощью солей желчных кислот, вырабатываемых в печени.

Благодаря своему составу (много углерода и водорода, мало кислорода) натуральные жиры являются идеальным запасом метаболического топлива. Их энергетическая ценность в два раза выше, чем у углеводов и белков. В организме они хранятся в жировых запасах разных клеток, особенно в поверхностных жировых тканях, которые также выполняют функцию теплоизолятора. Сохраненные жиры используются в качестве энергетического топлива, особенно во время голодания. Печень использует жиры в качестве основного источника энергии при нормальной работе организма, в то время как мозг вообще не может их использовать. Чтобы обеспечить мозг энергией при недостатке глюкозы, жиры превращаются в кетоновые тела в печени.

Организм человека получает энергию из нескольких различных источников, и только один из них обеспечивает ее более чем в 20 раз больше, чем остальные, а именно, окисление жирных кислот.

Пищеварение в двенадцатиперстной кишке и тонкой кишке.

Окисление жирных кислот представляет собой процесс, в котором один триглицерид измельчается до 16-24 остатков пирувата, поскольку на следующей стадии каждая молекула пирувата входит в цикл Кребса, конечный продукт полного цикла состоит из 14 молекул АТФ.

Окисление жиров и доставка энергии

Условия, при которых организм переходит в режим окисления (говоря простым языком, «сжигания») жира для снабжения энергией, уже накопленной или только извлеченной из пищи, определяются концентрацией сахаров в крови, а также количеством гликогена в организме.

Есть несколько источников энергии, которые способны заряжать организм энергией, и только один источник, который их подключает. Реальная энергия для физического действия производится от разрушения макроэргических связей в молекуле аденозинтрифосфата (АТФ), которая является единственным источником чистой химической энергии, используемой человеческим организмом.

Для синтеза АТФ нужна энергия, которая впоследствии будет потребляться организмом, но сначала нужно откуда-то ее получить. Такими источниками являются жиры, белки, углеводы, нуклеиновые кислоты.

В нормальном состоянии (в состоянии покоя) клетка работает с несколькими видами топлива, чтобы обеспечить свои потребности в энергии. В первые 10 секунд при физическом действии используется количество АТФ, хранящегося в клетке, следующие почти 25 секунд задействуется креатинфосфат.

Если нагрузка продолжается, и топливо заканчивается, тогда приходит следующее — третье топливо — гликоген, сохраненный в ячейке для энергии. Четвертый источник — жир, пятый и шестой — аминокислоты и нуклеиновые кислоты.

При активной деятельности и после того, как запасы углеводов истощаются, нуждающиеся в энергии органы начинают посылать сигналы в ЦНС, а затем в печень, которая начинает метаболизировать собственный гликоген для поддержания уровня глюкозы в крови. Когда определенный процент сахара в крови истощается, механизмы жирового катаболизма доставляют почти в 4 раза больше энергии по сравнению с АК (аминокислоты) и НК (нуклеиновые кислоты). В состоянии стресса / голода или холода жир вовлекается раньше всех и активнее участвует в обмене веществ.

Это суть жирового обмена. Чтобы высвободить энергию, жиры должны транспортироваться в определенную часть клетки. В клетке существует несколько механизмов окисления жирных кислот — альфа, бета и омега, расположенных в нескольких ее частях. Барьером для доставки энергии является преодоление мембран клеточного энергетического центра (митохондрии). Будут ли они поступать напрямую или подвергаться обработке, зависит от длины углеродной цепи жирных кислот.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector