Подготовка субстратов и их транспорт
Процесс создания жиров начинается с расщепления глюкозы. В ходе гликолиза, который протекает в цитозоле клетки, молекула глюкозы превращается в пируват. Образовавшийся пируват должен переместиться в митохондрию. Там он претерпевает изменения, превращаясь в ацетил-КоА и оксалоацетат, которые затем сливаются, образуя цитрат.
Поскольку дальнейшая сборка молекул протекает в цитозоле, цитрат транспортируется из митохондрии наружу. Оказавшись в цитоплазме, он расщепляется обратно, вновь давая клетке ацетил-КоА и оксалоацетат.
Для успешного протекания реакций синтеза клетке жизненно необходимы восстановительные эквиваленты в виде НАДФН (NADPH). Организм получает их из двух основных источников:
- Пентозофосфатный путь (начинающийся с трансформации глюкозо-6-фосфата);
- Реакция превращения малата в пируват, которая катализируется специфическим малик-ферментом.
Тканевая специфика образования основы для жиров
Чтобы собрать полноценную молекулу триацилглицерола, необходимо соединить два компонента: глицерол-3-фосфат (выполняющий роль каркаса) и Ацил-КоА (активированные жирные кислоты). Происхождение глицерол-3-фосфата строго зависит от типа ткани, в которой идет синтез.
В клетках печени работают сразу два механизма получения этого субстрата:
- Восстановление дигидроксиацетонфосфата, который является промежуточным метаболитом гликолиза.
- Фосфорилирование свободного глицерола, приносимого с током крови. Эту реакцию осуществляет фермент глицеролкиназа.
В жировой ткани ситуация иная. Фермент глицеролкиназа в адипоцитах полностью отсутствует. По этой причине у жировой ткани есть лишь один путь получения основы для жиров — из дигидроксиацетонфосфата. Это имеет фундаментальное клиническое значение: чтобы адипоциты могли депонировать жиры, в них обязательно должна поступать глюкоза и бесперебойно протекать гликолиз.
Механизм депонирования жиров в адипоцитах
В абсорбтивный период жировая ткань начинает активно запасать триацилглицеролы. В отличие от печени, адипоциты предпочитают не строить жирные кислоты с нуля, а забирать уже готовые из кровеносного русла. В крови жиры циркулируют в составе специальных транспортных комплексов: хиломикронов (ХМ), липопротеинов очень низкой плотности (ЛПОНП) и промежуточной плотности (ЛППП).
На внутренней стенке кровеносных капилляров, питающих жировую ткань, располагается фермент липопротеинлипаза (ЛП-липаза). Она гидролизует проплывающие мимо триацилглицеролы, расщепляя их до свободных жирных кислот и глицерола.
Дальнейшая судьба этих продуктов различна:
- Жирные кислоты проникают внутрь адипоцита и сразу активируются, переходя в форму Ацил-КоА.
- Освободившийся глицерол не может быть использован адипоцитом (из-за нехватки фермента) и уносится с кровотоком в печень.
Одновременно с этим в клетку через инсулин-зависимые переносчики ГЛЮТ-4 поступает глюкоза. Внутри клетки она расщепляется до дигидроксиацетонфосфата, который восстанавливается до глицерол-3-фосфата. На заключительном этапе Ацил-КоА и глицерол-3-фосфат соединяются, образуя молекулы триацилглицеролов, которые депонируются в жировой капле.
Регуляторная роль инсулина
Инсулин выступает в качестве главного дирижера анаболизма жиров, стимулируя этот процесс двумя параллельными путями:
- Активация транспорта глюкозы. Гормон стимулирует работу переносчиков ГЛЮТ-4, значительно ускоряя проникновение глюкозы в адипоциты. Без этого шага клетка не смогла бы синтезировать глицерол-3-фосфат.
- Активация липолиза в крови. Инсулин индуцирует синтез и последующее размещение ЛП-липазы на поверхности капилляров жировой ткани, обеспечивая тем самым постоянный и мощный приток жирных кислот внутрь клеток для их депонирования.
Вопросы с занятий и экзамена
Почему жировая ткань не может использовать свободный глицерол из крови?
В адипоцитах отсутствует фермент глицеролкиназа. Из-за этого единственным источником каркаса для жиров (глицерол-3-фосфата) становится глюкоза, проходящая процесс гликолиза.
Как готовые жирные кислоты из крови проникают в адипоцит?
Триацилглицеролы в составе липопротеинов крови расщепляются ферментом липопротеинлипазой (ЛП-липазой), расположенной на стенке капилляра. Высвободившиеся жирные кислоты заходят в клетку и активируются до Ацил-КоА.
Что ещё разобрать по теме
- Пентозофосфатный путь и его значение
- Роль малик-фермента в метаболизме
- Строение и функции липопротеинов (ХМ, ЛПОНП, ЛППП)
- Этапы гликолиза и образование дигидроксиацетонфосфата
- Механизм работы транспортеров ГЛЮТ-4
Разберите тему целиком в курсе «Биохимия»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Биосинтез триацилглицеролов» и ещё 3 574 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 115 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Обмен липидов»
Бесплатные видеоуроки: биохимияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.