Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

LIPIDY. vyšší mastné kyseliny + alkohol Lipidy - složení fyz. chem. vlastnosti nepolární sloučeniny  nerozpustnost ve vodě  ve vodném prostředí nutná.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "LIPIDY. vyšší mastné kyseliny + alkohol Lipidy - složení fyz. chem. vlastnosti nepolární sloučeniny  nerozpustnost ve vodě  ve vodném prostředí nutná."— Transkript prezentace:

1 LIPIDY

2 vyšší mastné kyseliny + alkohol Lipidy - složení fyz. chem. vlastnosti nepolární sloučeniny  nerozpustnost ve vodě  ve vodném prostředí nutná aktivace

3 Mastné kyseliny nasycené palmitová 16 stearová 18 arachová 20 lignocerová 24 mononenasycené palmitoolejová 16:1, ∆ 9 olejová 18:1, ∆ 9 nasycené palmitová 16 stearová 18 arachová 20 lignocerová 24 mononenasycené palmitoolejová 16:1, ∆ 9 olejová 18:1, ∆ 9 polynenasycené linolová 18:2,  polynenasycené linolová 18:2,  ω3ω3ω6ω6 α-linolenová C18:3 cis-Δ9, 12, 15 linolová C18:2 cis-Δ9, 12 eikosapentaenová EPA C20:5 cis-Δ5,8,11,14,17 γ-linolenová C18:3 cis-Δ6, 9, 12 docosahexaenová DHA C22:6 arachidonová C20:4 cis-Δ5,8,11,14 trans MK  aterosklerosa srdeční onemocnění zvýšení LDL cholesterol a snížení HDL cholestrol prozánětlivé

4  ústní dutina  lingvální (slinná) lipasa  odštěpuje krátké a středně dlouhé MK  žaludek  žaludeční lipasa  odštěpuje krátké, středně dlouhé a nenasycené MK  význam hlavně u kojenců (vyšší pH a již emulgovaný mléčný tuk)  mateřské mléko  lipasa aktivovaná žlučovými kyselina Trávení lipidů

5  pankreatická šťáva  pankreatická lipasa (α-lipasa)  kolipasa  aktivace až v lumen v přít. Ca 2+  cholesterolesterasa  štěpí estery cholesterolu  ceramidasa  štěpí ceramidy  fosfolipasy  A 2 a A 1  štěpí fosfolipidy  epitel tenkého střeva  β-lipasa Trávení lipidů B fosfolipasa = lysofosfolipasa odstraňuje acyl z 1. uhlíku po odštěpení acylu z 2. uhlíku

6 Žluč - složení  voda  žlučové kyseliny  k. cholová  k. chenodeoxycholová  mucin a pigmenty  O-glykoproteiny  bilirubindiglukosiduronát  fosfolipidy  cholesterol  mastné kyseliny a tuky  anorganické soli  léčiva, toxiny, kovy (Cu, Hg, Zn)

7  Natrávená směs v tenkém střevě obsahuje  Monoacylglyceroly (MAG)  Volné mastné kyseliny (VMK)  Cholesterol (CH)  Částečně odbourané fosfolipidy (FL)  Za pomoci žlučových kyselin se vytvoří směsná micela  Směsné micely při styku s kartáčovým lemem předávají svůj obsah buňkám střevní sliznice  Volné MK se v enterocytech reesterifikují a s ostatními složkami tvoří chylomikrony, které enterocyt předává do lymfy. Vstřebávání lipidů CH vit CH MAG VMK žk TAG VMK MAG CH FL G G

8 Vstřebávání lipidů vit CH MAG VMK žk TAG VMK MAG CH chylomikron enterocyt žk TAG VMK MAG TAG FL FABP = Z VMK ~CoA VMK ~CoA VMK ~CoA VMK ~CoA CH žk G G ~P~P VMK CH VMK ~CoA VMK ~CoA FL TAG

9  Plasma je vodné prostředí  Lipidy se transportují v krvi ve formě lipoproteinů  Nepolární částice obklopeny částicemi amfifilními, navenek směřují hydrofilní části amfifilních molekul apoproteiny fosfolipidy volný cholesterol TAG estery cholesterolu Hydrofobní nepolární jádro Hydrofilní polární obal Transport lipidů apoB 48

10 Apoproteiny apoB 48 typický pro chylomikrony apoB 100 typický pro VLDL, LDL apoC-II nutný pro aktivaci lipoproteinové lipasy typický pro VLDL, HDL apoE nutný pro rozpoznání na receptoru jater typický pro VLDL, HDL

11 podle hustoty nebo podle elektroforetické pohyblivosti Chylomikrony Největší, tvoří se v enterocytech VLDL (Velmi nízká hustota) Vznik v játrech, střevě Pre-β-lipoproteiny IDL (Prostřední hustota) Vznikají z VLDL působením lipas β-lipoproteiny LDL (Nízká hustota) Vznikají z IDL působením lipas a výměnami apoproteinů β-lipoproteiny HDL (Vysoká hustota) Vznik v játrech, střevě α-lipoproteiny LDL 20 chylomikron 500 VLDL 50 HDL 10 Relativní velikost chylomikronů a lipoproteinů v nm (průměrné hodnoty) Třídy lipoproteinů

12 Vznikají v enterocytech. V kapilárách periferních tkání na ně působí lipoproteinová lipasa (LPL), která odštěpí z TAG volné mastné kyseliny (NEMK). Chylomikron se zmenšuje, obsah TAG klesá a zbývající chylomikronové zbytky se vychytávají v játrech. Chylomikrony si vyměňují některé složky s částicemi HDL. střevo játra B/E receptor E, C HDL chylo - E mikron CII ECH C B 48 TAG CH E zbytek B 48 E C LPL NEMK B 48 LPLNEMK Přehled osudů chylomikromů A C D E

13 VLDL částice vznikají v hepatocytech. V kapilárách periferních tkání na ně působí lipoproteinová lipasa (LPL), která odštěpí z TAG volné mastné kyseliny (NEMK). VLDL se zmenšuje, obsah TAG klesá a vzniká částice IDL. IDL se vychytávají v játrech, nebo jsou dále okusovány LPL. Vznikají LDL, částice s relativně vysokým obsahem cholesterolu, který LDL transportují do periferních tkání. IDL a LDL si vyměňují některé složky s částicemi HDL. E C B 100 HDL tkáně TAG C estery cholesterolu B 100 LPL E IDL C B 100 NEMK LPL NEMK játra LDL - receptor LD L VLDL Přehled osudů VLDL, IDL a LDL

14 HDL se syntetizují v játrech a v enterocytech jako diskovité nascentni HDL. Působením lecitin-cholesterol-acyltransferasy (LCAT) dochází k esterifikaci volného choleserolu, který migruje do středu částice, HDL se zakulacují, vyměňují si složky s ostatními lipoproteiny a nakonec se vychytávají zpět do jater. HDL je jediná částice schopná transportovat cholesterol z periferie do jater. játra HDL receptor HDL-nascentní A, C, E LCAT CH tkání A C FL, ECH A E CH, TAG FL, ECH C E HDL 2 CETP HDL 3 TAG, CH ECH chylomikrony VLDL, IDL LDL střevo Přehled osudů HDL

15 apo C B B E B C B C A C E B A B A C E B C A E E nVLDL VLDL IDL LDL nHDL HDL 3 HDL 2 nCH CH CHr LPL apo A,C ChE apo C,E ChE Ch lysolecithin ChE LCAT STŘEVO JÁTRA PERIFERNÍ Ch TKÁŇ CETP ChE

16 VLDL – lipoproteiny s velmi nízkou hustotou LDL – lipoproteiny s nízkou hustotou IDL – lipoproteiny se střední hustotou HDL – lipoproteiny s vysokou hustotou TAG – triacylglyceroly NEMK – neesterifikované mastné kyseliny FL – fosfolipidy CH – cholesterol ECH – estery cholesterolu A, B, C, E – typy proteinů (apolipoproteiny) v lipoproteinových částicích CETP– bílkoviny přenášející estery cholesterolu LPL – lipoproteinová lipasa LCAT – lecithin-cholesterolacyltransferasa Přehled zkratek použitých ve schématech

17 Syntéza triacylglycerolů (TAG) lokalizace: tuková tkáň, játra zdroje: MK + glycerol-3-fosfát  glycerol z glykolýzy (redukcí dihydroxyacetonfosfátu)  glycerol z degradovaných tuků (4 %) průběh: Ke glycerol-3-fosfátu se připojí 2 acylCoA, vznikne kyselina fosfatidová, odštěpí se fosfát a naváže se třetí MK.

18 lokalizace: cytosol (játra, tuk. tkáň, ledviny, mozek, plíce, laktující mléčná žláza) průběh: opačný sled β- oxidace, jiné enzymy a kofaktory intermediáty vázány na ACP přes skupinu –SH enzymy sdružené do multifunkčního enzymu – synthasa MK ACP – acyl carrier protein (protein nesoucí acyly) Syntéza mastných kyselin

19 Transport acetyl-CoA z mitochondrií do cytosolu acetyl-CoA oxalacetát citrát acetyl-CoA citrát pyruvát oxalacetát malát mitochondrie cytosol CO 2 obrácený citrátový cyklus

20 Syntéza mastných kyselin Vlastní syntéza v cytosolu acetyl-CoA (2) malonyl-CoA (3) CO 2 butyryl-ACP (4) acetoacetyl-ACP (4) acetyl-CoA (2) CO 2 malonyl-ACP (3) - ATP malonyl-ACP (3) β-oxoacyl-ACP (6) palmitát (16) opak β-oxidace

21 Syntéza dlouhých MK průběh: opačný sled β- oxidace (navazování acetyl-CoA na 16C acyl-CoA) ale: hydrogenace pomocí NADH+H + (ne FADH 2 ) elongasy Mitochondrie Endoplazmatické retikulum průběh: navazování malonyl-CoA na 16C acyl-CoA bez proteinu ACP na derivátu CoA

22 lokalizace: játra, endoplasmatické retikulum desaturasy (nehemové enzymy obsahující Fe) modifikací nasycených MK přes acyl-CoA Syntéza nenasycených MK esenciální MK: linolová a α-linolenová k. palmitová (16) k. stearová (18) k. stearoyl-CoA k. palmitoyl-CoA k. palmitoolejová (16:1) k. olejová (18:1)

23 Ketogeneze k. acetooctová k. β-hydroxymáselná aceton CH 3 COCH 3 CH 3 COCH 2 COO - CH 3 CHCH 2 COO - OH lokalizace: játra význam: živiny pro periferie (srdeční a kosterní svaly, ledviny) rozsah: podle množství VMK

24 Ketogeneze lyasa aceton acetyl-CoA + acetyl-CoA acetoacetyl-CoA acetyl-CoA β-hydroxy-β-methylglutaryl-CoA (HMG-CoA) cholesterol acetyl-CoA acetoacetát β-hydroxybutyrát NADH+H + CO 2 dýchání (moč) CH 3 - OOC-CH 2 -C-CH 2 -CO-S-CoA OH

25 Ketóza příčina: vysoká hladina ketolátek v krvi U zdravých jedinců: po dlouhém hladovění strava s přemírou tuků s minimem sacharidů velmi namáhavá práce U nemocných jedinců: diabetes mellitus – ketonémie a ketoacidóza

26 Využití ketolátek acetyl-CoA + acetyl-CoA acetoacetyl-CoA citrátový cyklus acetoacetát β-hydroxybutyrát NADH+H + dýchací řetězec

27 Složené lipidy FOSFOLIPIDY = fosfatidy H 3 PO 4 + dusíkatá hydroxysloučenina funkce: emulgátory umožňují transport tuků v organismu součást buněčných membrán GLYKOLIPIDY místo fosfátu je sacharid funkce: myelinové pochvy v nervové tkáni antigenní struktury na povrchu buněk cerebrosidy gangliosidy glycerofosfolipidy - nejčastější

28 Glykolipidy ceramid-OH cerebrosidy v podstatě mezistupeň gangliosidů gangliosidy významná role v imunitních pochodech sulfatidy = sulfáty glykosylceramidů 15 % lipidů bílé hmoty mozku globosidy např. laktosylceramid gangliosid cerebrosid sulfatid PAPS UDP-deriváty UDP-glc UDP-gal CDP-N-acetyl neuraminát UDP-deriváty monosacharidů

29 Mobilizace tuků z tukových zásob Hydrolýza TG nebo lipolýza - akcentovaná při tělesné práci, hladovění nebo v chladu. hormon senzitivní lipázou. Lipolýza zahrnuje 3 hydrolytické reakce (vzniknou 3 MK + glycerol), z nichž každá je katalyzovaná hormon senzitivní lipázou. Lipolýza i tvorba TG probíhají v cytoplazmě tukových buněk (adipocyty). MK uvolněné z TG jsou hydrolyzovány a dále se buď reesterifikují na TG opouštějí adipocyt

30 Mobilizace tuků z tukových zásob MK uvolněné z adipocytů, jsou transportovány v krvi pomocí plazmatických bílkovin - albuminů = volné mastné kyseliny (VMK) free fatty acids (FFA). VMK (většinou uhlíků) musí být transportovány albuminem, neboť nejsou rozpustné ve vodě. index lipolýzy Glycerol nemůže být znovu využit tukovými buňkami a protože je rozpustný ve vodě, cirkuluje krví - index lipolýzy.

31 Mobilizace tuků z tukových zásob Ve tkáních, které obsahují glycerol-kinázu (zejména játra), se glycerol fosforyluje na glycerol 3-P a může být použit na tvorbu glykogenu nebo GL -glukoneogeneze. Lipolýza probíhá nejen v játrech, ale např. i pankreatickou lipázou v tenkém střevě (katalyzováno pankreatickou lipázou), lipoproteinovou lipázou nebo v plazmatických lipoproteinech (katalyzováno lipoproteinovou lipázou na endotelu kapilár).

32 Mobilizace tuků z tukových zásob Po jídlelipogeneze Po jídle převažuje v adipocytech lipogeneze (tvorba TG) - dostatek prekrusorů - MK + glycerol. Při zátěži lipolýza. Při zátěži převažuje lipolýza. VMK + glycerol Po jídle Při zátěži, hladovění adipocyt TG

33 Regulace metabolismu TG Zásobárny TG = zejména adipocyty + svalové buňky. Využívání tuků (zejména kosterní svaly + myokard) = šetření glykogenu. Během tělesné zátěže velmi důležité, neboť se výrazně zvyšuje potřeba energie. V adipocytech probíhá ve stejné době lipolýza i lipogeneze, něco musí převažovat. hormon senzitivní lipázy (TG- lipáza),hormony (zejména adrenalinem). Regulace pomocí hormon senzitivní lipázy (TG- lipáza), která je aktivovaná hormony (zejména adrenalinem).

34 Intracelulární transport MK MK buď vstupují do cytoplazmy buněk pomocí transportéru (vazební protein MK - VPMK, FA binding protein - FABP) nebo prostou difúzí napříč buněčnou membránou. Aby mohla být využitá jejich energie (9,2 kcal/g), musí se dostat cytoplazmou do mitochondrií.

35 Tvorba acyl-CoA Aby MK mohly prostoupit mitochondriální membránou, musí být připojeny k CoA = = acyl-CoA. Acyl-CoA je vytvořen s použitím energie, získané hydrolýzou ATP. MK + ATP + CoAAcyl-CoA + AMP + Pi acyl CoA syntetáza Mg 2+

36 Tvorba acyl-CoA Reakce je esenciálně ireverzibilní. Acyl-CoA je na energii bohatá sloučenina, neboť na svou tvorbu spotřebuje energii vzniklou rozkladem ATP na AMP. MK + ATP + CoAAcyl-CoA + AMP + PPi acyl CoA syntetáza Mg 2+ energie

37 Transport acyl-karnitinu Tvorba acyl-CoA probíhá v cytoplazmě, zatímco oxidace acyl-CoA probíhá v mitochondriích. Avšak vnitřní mitochondriální membrána je nepropustná pro acyl-CoA. karnitinu Proto se k transportu acyl-CoA používá 3 různých transportních proteinů a malé molekuly karnitinu. Acyl-CoA sloučený s karnitinem může být transportován přes mitochondriální membránu!!! Karnitin prostupuje napříč mitochondriální membránou ven (z mitochondie do cytoplazmy) a sloučený s acyl-CoA dovnitř.

38 acyl-CoA CoA Karnitin acylkarnitin CytoplazmaVnitřní membránaMatrix III Acyl karnitin translokáza

39 Nedostatek karnitinu metabolické onemocnění. Nedostatek karnitinu, způsobený neschopností karnitin vytvořit, není vzácné metabolické onemocnění. Karnitin se ztrácí při dialyzační filtraci krve („umělá ledvina“)- nutnost doplňovat. Nedostatek karnitinu = svalová únava, špatná tolerance fyzického zatížení (způsobené akumulací TG ve svalech a neschopností oxidovat MK). Tělesná zátěž zvyšuje močovou exkreci karnitinu Tělesná zátěž zvyšuje močovou exkreci karnitinu - proto sportovci doplňují karnitin (zvýšení lipidové oxidace a šetření zásob glykogenu) - módní hit - málo účinné.

40 Oxidace MK (beta-oxidace) Nastává po vstupu acyl-CoA MK do matrix mitochondrií - cyklická reakce. V každém cyklu se acyl-CoA MK rozkládá - vytváří 2uhlíkový acetyl-CoA a nový acyl-CoA zkrácený o 2 atomy uhlíku.

41 Acyl-CoA (C = n) FAD + FADH2 NAD + NADH + H + Acyl-CoA (C = n-2) Acetyl-CoA C = 2 dehydrogenace Acyl-CoA (C = n - 2)

42 Pyruvát (3C) CO 2 NAD + NADH + H + Acetyl-CoA (2C) Oxalacetát (4C) Citrát (6C) Izocitrát (6C) Alfa-ketoglutarát (5C) Sukcinyl-CoA (4C) Sukcinát (4C) Fumarát (4C) Malát (4C) CO 2 NAD + NADH + H + NAD + CO 2 GTP GDP P FADH 2 FAD NAD + NADH + H + Acyl-CoA

43 (C = n) FAD + FADH2 NAD + NADH + H + Acyl-CoA (C = n-2) Acetyl-CoA C = 2 dehydrogenace Sudý počet C Kolik cyklů?

44 Např. kyselina stearová [18:0] vytvoří s CoA stearyl-CoA, který má rovněž 18C. Odštěpením CoA (2C) vznikne 16-uhlíkový acyl-CoA. 1. cyklus Odštěpením dalšího CoA (2C) vznikne 14-uhlíkový acyl-CoA. 2. cyklus

45 1. n = n = n = n = n = n = 8 7. n = 6 8. n = cyklus nemusí proběhnout, protože po 8. cyklu zůstanou 2 acetyl-CoA Počet cyklů (n : 2) - 1 n =

46 Např. kyselina stearová [18:0] vytvoří s CoA stearyl-CoA, který má rovněž 18C. Odštěpením CoA (2C) vznikne 16-uhlíkový acyl-CoA. 1. cyklus Odštěpením dalšího CoA (2C) vznikne 14-uhlíkový acyl-CoA. 2. cyklus Během 8 cyklů [(18 : 2) - 1] se stearyl-CoA rozloží na 9 molekul acetyl-CoA 8. cyklus

47 Energetický zisk z beta-oxidace kyseliny stearové Vytvoření stearylu-CoA ze stearové kyseliny -2 ATP

48 Tvorba acyl-CoA MK + ATP + CoAAcyl-CoA + AMP + PPi acyl CoA syntetáza Mg 2+ Při rozložení ATP na AMP vzniknou 2 atomy fosfátu podobně jako při rozkladu 2 molekul ATP na 2 molekuly ADP Ztráta energie při rozložení ATP na AMP je stejná jako při ztráta při rozložení 2 ATP na 2 ADP.

49 Energetický zisk z beta-oxidace kyseliny stearové Vytvoření stearylu-CoA ze stearové kyseliny -2 ATP Při tvorbě 9 acetyl-CoA vznikne 8 FADH2 a 8 NADH + H +. V respiračním řetězci vzniknou v přítomnosti FADH2 dvě molekuly ATP, v přítomnosti NADH + H + tři molekuly ATP - v každém cyklu 5 molekul ATP - počet cyklů 8, počet ATP +40 ATP

50 NAD + + H ADP = NADH + H ATP FAD + + H ADP = FADH + H ATP 1 cyklus = 3 ATP + 2 ATP = 5 ATP 8 cyklů = 8. 5 ATP = 40 ATP

51 Energetický zisk z beta-oxidace kyseliny stearové Vytvoření stearylu-CoA ze stearové kyseliny -2 ATP Při tvorbě 9 acetyl-CoA vznikne 8 FADH2 a 8 NADH + H +. V respiračním řetězci vzniknou v přítomnosti FADH2 dvě molekuly ATP, v přítomnosti NADH + H + tři molekuly ATP - v každém cyklu 5 molekul ATP - počet cyklů 8, počet ATP +40 ATP Z jedné molekuly acetyl-CoA vznik v Krebsově cyklu 12 molekul ATP. Počet acetyl-CoA = 9, počet ATP = = +108 ATP

52 Pyruvát (3C) CO 2 NAD + NADH + H + Acetyl-CoA (2C) Oxalacetát (4C) Citrát (6C) Izocitrát (6C) Alfa-ketoglutarát (5C) Sukcinyl-CoA (4C) Sukcinát (4C) Fumarát (4C) Malát (4C) CO 2 NAD + NADH + H + NAD + CO 2 GTP GDP P FADH 2 FAD NAD + NADH + H +

53 Energetický zisk z beta-oxidace kyseliny stearové Vytvoření stearylu-CoA ze stearové kyseliny -2 ATP Při tvorbě 9 acetyl-CoA vznikne 8 FADH2 a 8 NADH + H +. V respiračním řetězci vzniknou v přítomnosti FADH2 dvě molekuly ATP, v přítomnosti NADH + H + tři molekuly ATP - v každém cyklu 5 molekul ATP - počet cyklů 8, počet ATP +40 ATP Z jedné molekuly acetyl-CoA vznik v Krebsově cyklu 12 molekul ATP. Počet acetyl-CoA = 9, počet ATP = = +108 ATP CELKEM +146 ATP

54 Acyl-CoA Počet cyklů (n - 2) / 2 [(n - 2) / 2] FADH2 [(n - 2) / 2] NADH (n / 2 ) acetyl-CoA 3n / 2 NADH n / 2 FADH2 n / 2 GTP n CO2 n-2+3n 4n == 2n - 1 ATP n-2+n 2n == 2n-1+n-1 = 3n-2 2n-1 n-1 3n - 2 ATP + = Energetický zisk z beta-oxidace MK

55 Acyl-CoA Počet cyklů (n - 2) : 2 [(n - 2) / 2] FADH2 [(n - 2) / 2] NADH (n / 2 ) acetyl-CoA 3n / 2 NADH n / 2 FADH2 n / 2 GTP n - 1 ATP 3n - 2 ATP n : 2 ATP n CO2 MK -2 ATP 8,5 n - 5 ATP 8,5 n - 7 ATP

56 Acyl-CoA Počet cyklů (n - 2) : 2 [(n - 2) / 2] FADH2 [(n - 2) / 2] NADH (n / 2 ) acetyl-CoA 3n / 2 NADH n / 2 FADH2 n / 2 GTP n - 1 ATP 3n - 2 ATP n : 2 ATP n CO2 MK -2 ATP 8,5 n - 7 ATP n = počet atomů C Energetický zisk z beta-oxidace MK


Stáhnout ppt "LIPIDY. vyšší mastné kyseliny + alkohol Lipidy - složení fyz. chem. vlastnosti nepolární sloučeniny  nerozpustnost ve vodě  ve vodném prostředí nutná."

Podobné prezentace


Reklamy Google