Wątroba, serce i mięśnie w spoczynku (zasobne w tlen) wykorzystują kwasy tłuszczowe jako źródło energii. Mięśnie pracujące korzystają z glikolizy.

Transkrypt

1 Lipidy

2 Wątroba, serce i mięśnie w spoczynku (zasobne w tlen) wykorzystują kwasy tłuszczowe jako źródło energii. Mięśnie pracujące korzystają z glikolizy. Mózg prawie wyłącznie czerpie energię z przemian glukozy.

3 Trawienie lipidów Lipaza trzustkowa katalizuje hydrolizę wiązań estrowych kwasów tłuszczowych z grupami OH glicerolu do 2-monoacylogliceroli, glicerolu i kwasów tłuszczowych Fosfolipaza A 1 działa w pozycji 1 fosfolipidów Fosfolipaza A 2 hydrolizuje wiązanie estrowe w pozycji 2 lizofosfolipidy i kwasy tłuszczowe Fosfolipaza C uwalnia 1,2-diacyloglicerol i ufosforylowaną zasadę Fosfolipaza D (roślinna) odszczepia zasadę azotową od fosfolipidu

4 Wchłanianie lipidów Produkty lipolizy po wniknięciu do enterocytów podlegają resyntezie do triacylogliceroli, które po przyłączeniu innych lipidów i białka tworzą kompleksy lipoproteinowe chylomikrony. Te są transportowane do układu chłonnego i dalej do krwi. We krwi chylomikrony są hydrolizowane przez lipazę lipoproteinową. Kwasy tłuszczowe krótkołańcuchowe (rozpuszczalne w wodzie) są wchłaniane bezpośrednio do krwi.

5 Lipoproteiny Powstawanie Skład Znaczenie biologiczne

6 Glicerol Glicerol powstały w wyniku lipolizy ulega fosforylacji do 3-fosfoglicerolu i utlenieniu do fosfodihydroksyacetonu, który jest przekształcany przez izomeryzację do aldehydu-3- fosfoglicerynowego. Ten wchodzi do glikolizy i glukoneogenezy. Glicerol pirogronian/glukoza Kinaza glicerolowa występuje głównie w wątrobie, nerkach, brunatnej tkance tłuszczowej i gruczole mlekowym. W mięśniach i tkance tłuszczowej aktywność jest mała.

7 Kwasy tłuszczowe Funkcje strukturalno-budulcowe w błonach biologicznych Funkcje zapasowe w adipocytach Uczestnictwo w kowalencyjnej modyfikacji białek Funkcje energetyczne Funkcje hormonalne Kwasy tłuszczowe krążą z krwią w połączeniu z albuminami osocza.

8 Kwasy tłuszczowe Wyższe kwasy tłuszczowe nie przechodzą przez błonę mitochondrium Karnityna kwas 3-hydroksy-4-betainomasłowy

9 Beta oksydacja kwasów tłuszczowych Utlenianie kwasów tłuszczowych o parzystej liczbie C Utlenianie kwasów tłuszczowych o nieparzystej liczbie C acetylo-coa i propionylocoa ( metylomalonylocoa bursztynylo-coa cykl Krebsa) Utlenianie nienasyconych kwasów tłuszczowych izomeraza przesuwa wiązanie i powstaje forma trans, (reduktaza i izomeraza parzysta liczba C) Alfa oksydacja przebiega w mózgu, polega na usuwaniu po 1 atomie C, nie wymaga aktywacji, nie wiąże się z wytwarzaniem ATP, przebiega w obecności tlenu

10 Beta oksydacja kwasów tłuszczowych Aktywacja z udziałem CoA i ATP (syntetaza acylo-coa) Transport przez błonę mitochondrium (karnityna) Utlenienie przez FAD Uwodnienie Utlenienie sprzężone z redukcją NAD Tioliza przy udziale CoA Powstają: łańcuch krótszy o dwa węgle, acetylo- CoA, FADH 2, NADH

11 Synteza kwasów tłuszczowych Nieodwracalna karboksylacja acetylocoa (karboksylaza) intermediaty połączone z białkowym nośnikiem (ACP) Elongacja acetyloacp+malonyloacp (propionyloacp) Redukcja grupy CO przy C3 Odwodnienie Redukcja

12 Synteza kwasów tłuszczowych Proces przebiega w cytozolu. AcetyloCoA musi być przeniesiony przez błonę jako cytrynian. Szczawiooctan wraca do mitochondrium poprzez: Redukcję do jabłczanu Oksydacyjną dekarboksylację do pirogronianu Po wniknięciu do mitochondrium: Karboksylację do szczawiooctanu

13 Synteza a rozpad Synteza cytozol, rozpad mitochondrium Intermediaty syntezy są związane z białkowym nośnikiem, produkty rozpadu wiążą się z CoA Enzymy syntezy stanowią kompleks, enzymy rozpadu występują pojedynczo Rosnący łańcuch ulega elongacji poprzez dobudowywanie jednostek 2C. Donorem jest malonylocoa. W syntezie związkiem redukującym jest NADPH, w rozpadzie w utlenieniu bierze udział NAD i FAD Elongacja kończy się na 16 C

14 Kontrola syntezy kwasów tłuszczowych Karboksylaza acetylocoa jest hamowana przez glukagon i adrenalinę (ufosforylowanie poprzez kinazę białek niezależną od camp ale zależną od hormonów. Insulina aktywuje enzym i jednocześnie syntezę. Cytrynian jest allosterycznym aktywatorem.

15 W normalnych warunkach, kiedy rozkład cukrów i lipidów jest zrównoważony, acetylocoa z rozpadu kwasów tłuszczowych wchodzi do cyklu Krebsa. Jest to uwarunkowane dostępnością szczawiooctanu. Szczawiooctan powstaje z pirogronianu. W okresie głodu lub cukrzycy szczawiooctan zużywany jest do syntezy glukozy a przez to niedostępny dla acetylocoa dochodzi do ketogenezy

16 Ketogeneza 2 acetylocoa kondensują tworząc acetoacetylocoa acetoacetylocoa+acetylocoa 3-HMG-CoA+CoA 3-HMG-CoA acetylocoa i acetooctan Acetooctan: redukcja do 3-hydroksymaślanu spontaniczna dekarboksylacja do acetonu

17 Zwierzęta nie są zdolne do przekształcania kwasów tłuszczowych w glukozę

18 Regulacja lipogenezy Karboksylaza acetylo-coa aktywowana przez cytrynian, hamowana przez acylo-coa (jeśli spada szybkość syntezy tłuszczu lub pojawia się nadmiar kwasów tłuszczowych) Syntaza kwasów tłuszczowych aktywowana przez fruktozo-1,6-bis fosforan, hamowana przez palmitoilo-coa (w stanach głodu lub diety bogato-tłuszczowej)

19 Insulina stymuluje lipogenezę: przyspiesza transport glukozy np. do tkanki tłuszczowej co prowadzi do pojawienia się substratów do syntezy kwasów tłuszczowych i glicerolu przekształca nieaktywną dehydrogenazę pirogronianową do formy aktywnej w tkance tłuszczowej aktywuje karboksylazę acetylo-coa powoduje zmniejszenie stężenia camp w komórce hamuje lipolizę wskutek czego obniża się stężenie inhibitora lipogenezy acylo-coa

20 Cholesterol (C27) hormony sterydowe: progestageny (C21) androgeny (C19) estrogeny (C18) mineralokortykoidy (C21) glikokortykoidy (C21) kwasy żółciowe witamina D

21

22 Witamina D W skórze człowieka z cholesterolu powstaje 7-dehydrocholesterol (prowitamina D3). W reakcji fotochemicznej pod wpływem słonecznego promieniowania UV dochodzi do fotolizy wiązania pomiędzy C9 i C10 i wytworzenia prewitaminy D3. Spontaniczna izomeryzacja prowadzi do wytworzenia witaminy D3 cholekalcyferolu. W wątrobie i nerkach po kolejnych hydroksylacjach powstaje witaminowy hormon kalcytriol regulujący gospodarkę wapniowo-fosforanową.

23 Prostaglandyny Syntetyzowane niemal we wszystkich komórkach poza erytrocytami Wydzielane bezpośrednio po wytworzeniu Nie są magazynowane Mają różnorodne działanie biologiczne Prostacykliny Syntetyzowane przez komórki śródbłonka naczyń krwionośnych Silnie hamują agregację płytek

24 Tromboksany Powstają w płytkach krwi Pobudzają agregację płytek krwi i kurczą małe naczynia krwionośne Leukotrieny Powstają w szlaku lipooksygenazy w odpowiedzi na bodźce immunologiczne i nieimmunologiczne

25 Wpływ hormonów na tkankę tłuszczową Insulina hamuje uwalnianie WKT z tkanki tłuszczowej czego następstwem jest zmniejszenie zawartości tych kwasów w osoczu wzmaga lipogenezę i syntezę triacylogliceroli zwiększa utlenienie glukozy pobudza aktywność dehydrogenazy pirogronianowej, karboksylazy acetylo-coa i acylotransferazy glicerolo-3-fosforanowej co zwiększa syntezę WKT i acylogliceroli hamuje aktywność lipazy triacyloglicerolowej

26 Adrenalina, noradrenalina, hormon wzrostu, kortykotropina, wazopresyna powodują przyspieszenie lipolizy poprzez pobudzenie aktywności cyklazy adenylowej, która poprzez kinazy białkowe aktywuje lipazę triacyloglicerolową

27 Ketoza należy do najważniejszych i najczęściej występujących chorób metabolicznych u przeżuwaczy. Szczególnie narażone są na nią krowy wysokowydajne. Istotą choroby są zaburzenia w przemianie węglowodanów i lipidów, w wyniku czego dochodzi do nadmiernego powstawania i gromadzenia związków ketonowych we krwi. W wyniku choroby hodowca narażony jest na straty wynikające ze spadku mleczności, który może sięgać 30%, upośledzenia płodności, zatrzymania łożyska, zwiększenia ilości cieląt martwo urodzonych, zapalenia macicy, dłuższego okresu międzywycieleniowego i braku objawów rui.

28 Ze względu na przyczyny rozróżniamy ketozę: pierwotną wtórną pokarmową

29 Ketoza pierwotna występuje spontanicznie u krów w szczytowym okresie laktacji od kilku dni do 8 tygodni po porodzie w wyniku ujemnego bilansu energetycznego wynikającego z wysokiej produkcji mleka. Deficyt energetyczny może pojawić się również kilka dni przed porodem, kiedy to krowa pobiera ok. 25% dawki mniej w stosunku do zapotrzebowania i zaczyna uruchamiać zapasy energii w postaci zgromadzonego tłuszczu zapasowego. Już wtedy można wykryć w moczu ciała ketonowe, które świadczą o podklinicznych objawach choroby.

30 Powstający ujemny bilans energetyczny wynika z szeregu uwarunkowań: charakterystycznego dla przeżuwaczy procesu trawienia i w związku z tym przemian energetycznych, wysokiej wydajności mlecznej, wraz z rozpoczęciem laktacji znacznego zużycia glukozy, osłabienia aktywności drobnoustrojów w żwaczu, nieprawidłowo zbilansowanej dawki pokarmowej, częstymi zmianami rodzajów podawanych pasz, nadmiernym otłuszczeniem krów przed porodem.

31 Ketoza fizjologiczna: Po spożyciu pokarmów o dużej zawartości tłuszczu Po wykonaniu ciężkiego wysiłku na czczo Norma: 0.2 mmol/l

32 Ketoza wtórna jest następstwem niedożywienia wynikającego najczęściej z utraty apetytu będącym następstwem innych chorób np. kwasicy, zapalenia wymienia, macicy. Mechanizm rozwoju wtórnej ketozy jest podobny do spontanicznej i objawia się wzrostem ilości ciał ketonowych.

33 Ketoza pokarmowa powstaje na skutek stosowania w żywieniu pasz ketogennych, np. kiszonek zawierających duże ilości kwasu masłowego, lub pasz po podaniu których dochodzi w żwaczu do wzmożonej fermentacji ketogennej związanej z nadmiarem śrut zbożowych, buraków, melasy z jednoczesnym niedoborem pasz strukturalnych (słoma, siano)

34 Objawami ketozy są: spadek apetytu, apatia zwierząt, zanik przeżuwania, upośledzenie aktywności przedżołądków, nadmierne chudnięcie, spadek wydajności i jakości mleka, nadmierne pobudzenie lub depresja, zaburzenia ruchowe.