Обмен липидов

Основные классы и свойства липидов

По химической природе липиды представляют собой гидрофобные производные высших жирных (карбоновых) кислот. Они совершенно не растворяются в воде, но легко растворимы в органических жидкостях — спирте, эфире или бензине. В организме человека выделяют следующие ключевые классы:

• Нейтральные жиры (триглицериды) и их производные (моно- и диглицериды).
• Фосфолипиды.
• Холестерол.
• Жирорастворимые витамины (A, D, E, K).

В норме на долю жира приходится от 10% до 20% массы тела, однако при патологическом ожирении этот показатель может достигать 50%. В зависимости от агрегатного состояния выделяют твердые жиры (содержат насыщенные кислоты) и жидкие масла (в их основе — ненасыщенные жирные кислоты).

Незаменимые жирные кислоты

Ряд жирных кислот называют эссенциальными (незаменимыми), поскольку они не могут синтезироваться клетками организма и должны поступать исключительно с пищей. К ним относятся:

1. Олеиновая
2. Линолевая
3. Линоленовая
4. Арахидоновая

Растительные жиры служат главным источником линолевой и линоленовой кислот, а животные — арахидоновой. Последняя играет критически важную роль в метаболизме: она является предшественником мощных биологически активных веществ (простагландинов, простациклинов, тромбоксанов и лейкотриенов). Дефицит таких кислот в рационе приводит к задержке роста, бесплодию и серьезным заболеваниям кожи.

Метаболизм и энергетическая функция

Липиды выступают медленно мобилизуемым энергетическим субстратом. При полном голодании значительный запас в депо способен поддерживать жизнедеятельность организма более месяца.

Биохимия окисления:

1. Жирные кислоты расщепляются с образованием ацетил-КоА (ацетилкоэнзима А).
2. Ацетил-КоА вступает в цикл Кребса (цикл трикарбоновых кислот).
3. В финале происходит расщепление до двуокиси углерода ($CO_2$) и воды ($H_2O$).

Ткани с быстрым обменом (например, головной мозг и скелетная мускулатура) активно используют не только жирные кислоты, но и кетоновые тела (ацетон, ацетоуксусную и $\beta$-оксимасляную кислоты). При этом триглицериды могут поступать в кровь из кишечника (экзогенные), из жировой ткани путем липолиза (эндогенные), либо синтезироваться в печени из белков и углеводов (липогенез).

Физиологические функции

Помимо выработки энергии, липиды выполняют целый ряд витальных задач:

• Пластическая. Фосфолипиды образуют каркас плазматических мембран. В нервной системе высоко содержание сфингомиелинов — они работают как электроизоляторы в составе миелиновых оболочек.
• Транспортная. Жиры абсолютно необходимы для абсорбции жирорастворимых витаминов в кишечнике.
• Защитная и теплоизоляционная. Подкожная жировая клетчатка и депо бурого жира сохраняют тепло, а жировые прослойки вокруг органов создают амортизирующий механический «футляр».
• Регуляторная. Липиды служат основой для синтеза стероидных гормонов, напрямую участвуя в регуляции половой функции мужчин и женщин.

Регуляция липолиза и липогенеза

Взаимосвязь жирового и углеводного обменов жестко регулируется гормональной системой. Ацетил-КоА здесь выступает главным связующим звеном.

• Активация катаболизма. Расщепление жиров (липолиз) усиливают гормоны надпочечников (адреналин, глюкокортикоиды), гормоны щитовидной железы и соматотропный гормон (СТГ). Именно поэтому хронический стресс, сопровождающийся напряжением симпато-адреналовой системы, ведет к истощению жировых запасов.
• Активация анаболизма. При гипергликемии (избытке глюкозы в плазме) выделяется инсулин. Он стимулирует депонирование жирных кислот в жировой ткани. Интересно, что дефицит инсулина, наблюдаемый при сахарном диабете, также часто сочетается с патологическим ожирением из-за сложного системного сбоя метаболизма.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Механизмы всасывания и транспорта жирорастворимых витаминов
• Биосинтез и функции эйкозаноидов из арахидоновой кислоты
• Особенности термогенеза в бурой жировой ткани
• Биохимия цикла трикарбоновых кислот (цикл Кребса)

Другие темы раздела «Обмен веществ и энергии»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.