Гонський Я.І., Максимчук Т.П. Біохімія людини

Подождите немного. Документ загружается.

363

âàííÿ ë³ï³ä³â ïðîâîäèòüñÿ íà îñíîâ³ àíàë³çó âì³ñòó â êàë³ íåðîçùåïëå-

íîãî æèðó ÷è ïðîäóêò³â éîãî ðîçïàäó, òîáòî ìèë.

Â³äîìà ñïàäêîâà õâîðîáà – ã³ïåðõ³ëîì³êðîíåì³ÿ, àáî ã³ïåðë³ïîïðîòå¿í-

åì³ÿ òèïó ². Ïðè í³é ìàº ì³ñöå íåäîñòàòí³ñòü ë³ïîïðîòå¿íë³ïàçè ó ïëàçì³

êðîâ³. Îçíàêàìè º ï³äâèùåíèé ð³âåíü õ³ëîì³êðîí³â ó êðîâ³, íàâ³òü íàòùå-

ñåðöå, ³ íàäçâè÷àéíî ð³çêå ï³äâèùåííÿ êîíöåíòðàö³¿ æèð³â ó êðîâ³ ï³ñëÿ

ïðèéíÿòòÿ ¿æ³. Æèð â³äêëàäàºòüñÿ ³ â øê³ð³ (êñàíòîìè). Óñêëàäíåííÿì ã³ïåð-

õ³ëîì³êðîíåì³¿ º ïàíêðåàòèò. Õîðîøèé òåðàïåâòè÷íèé åôåêò äàº ð³çêå îá-

ìåæåííÿ ñïîæèâàííÿ æèð³â ³ âèñîêîêàëîð³éíèõ ïðîäóêò³â õàð÷óâàííÿ.

3. Ë²ÏÎÏÐÎÒÅ¯ÍÈ ÊÐÎÂ²

Êð³ì õ³ëîì³êðîí³â, ó êðîâ³ º é ³íø³ ôîðìè (êëàñè) ë³ïîïðîòå¿í³â, ÿê³

ñëóæàòü òðàíñïîðòíèìè çàñîáàìè äëÿ ïåðåíåñåííÿ êðîâ'þ íåðîç÷èí-

íèõ ÷è ìàëîðîç÷èííèõ ó âîä³ æèð³â, õî-

ëåñòåðèíó ³ éîãî åô³ð³â. Äî îñíîâíèõ

êëàñ³â ë³ïîïðîòå¿í³â êðîâ³ â³äíîñÿòüñÿ:

ë³ïîïðîòå¿íè âèñîêî¿ ãóñòèíè (ËÂÃ), àáî

α-ë³ïîïðîòå¿íè; íèçüêî¿ ãóñòèíè (ËÍÃ), àáî

β-ë³ïîïðîòå¿íè; ë³ïîïðîòå¿íè äóæå íèçü-

êî¿ ãóñòèíè (ËÄÍÃ), àáî ïðå-β-ë³ïîïðî-

òå¿íè; õ³ëîì³êðîíè. Ðîçä³ëÿþòü ë³ïîïðî-

òå¿íè êðîâ³ ìåòîäîì öåíòðèôóãóâàííÿ, îñ-

ê³ëüêè âîíè ðîçð³çíÿþòüñÿ ãóñòèíîþ, àáî

ìåòîäîì åëåêòðîôîðåçó. Ï³ä ÷àñ åëåêò-

ðîôîðåçó ïðè ðÍ 8,6 ËÂÃ ïåðåì³ùàþòü-

ñÿ ðàçîì ³ç α-ãëîáóë³íàìè, ËÍÃ – ç

β-ãëîáóë³íàìè, ËÄÍÃ – ïåðåä ôðàêö³ºþ

β-ãëîáóë³í³â, à õ³ëîì³êðîíè çàëèøàþòüñÿ

íà ì³ñö³ íàíåñåííÿ ïðîáè.

Äî ñêëàäó âñ³õ ôîðì ë³ïîïðîòå¿í³â

êðîâ³ âõîäÿòü á³ëêè, æèðè, ôîñôîë³ï³äè,

õîëåñòåðèí ³ éîãî åô³ðè, àëå â³äíîøåííÿ

öèõ êîìïîíåíò³â äëÿ êîæíî¿ ôîðìè ð³çíå.

Áóäîâà ë³ïîïðîòå¿í³â îäíîòèïíà: âñåðåäèí³

çíàõîäÿòüñÿ íåðîç÷èíí³ ó âîä³ ë³ï³äè (åô³-

ðè õîëåñòåðèíó òà òðèàöèëãë³öåðèíè), à ó

çîâí³øíüîìó øàð³ – á³ëêè ³ ôîñôîë³ï³äè

(ðèñ. 9.6). Íåîáõ³äíî çàçíà÷èòè, ùî ë³ïî-

ïðîòå¿íè íå º ³íäèâ³äóàëüíèìè ìîëåêóëà-

ìè, à êîìïëåêñàìè, àñîö³àö³ÿìè ìîëåêóë,

îá'ºäíàíèõ çà äîïîìîãîþ ã³äðîôîáíèõ ñèë

Ðèñ. 9.6. Êëàñè ë³ïîïðîòå¿í³â êðîâ³.

Ñï³ââ³äíîøåííÿ ðîçì³ð³â ìîëåêóë

òà ¿õ ñêëàäîâèõ êîìïîíåíò³â:

Òã – òðèàöèëãë³öåðèí, Õ – õî-

ëåñòåðèí, Ôë – ôîñôîë³ï³äè.

Тг

Фл

Тг

Хл

Фл

Тг

Фл

òðèãë³öåðèí

Õ³ëîì³êðîí

á³ëêè

ËÄÍÃ

õîëåñòåðèí

ËÍÃ

ôîñôîë³ï³äè

ËÂÃ

ãóñòèíà

364

³, ìîæëèâî, ³îííèõ âçàºìîä³é, àëå áåç êîâàëåíòíèõ çâ'ÿçê³â. Ìîëåêóëÿðíà

ìàñà ë³ïîïðîòå¿í³â âåëè÷åçíà, â³ä ñîòåíü òèñÿ÷ äî ì³ëüÿðä³â, ïðè öüîìó

íàéìåíøà ó ËÂÃ ³ çðîñòàº ó ðÿä³ ËÍÃ, ËÄÍÃ ³ õ³ëîì³êðîíè (òàáë. 9.2). Ó

òàêîìó æ ïîðÿäêó çðîñòàþòü ðîçì³ðè ÷àñòèíîê. Ïðàâäà, çì³íþºòüñÿ ðîçì³ð

ò³ëüêè ÿäðà ì³öåëè, à ðîçì³ð îáîëîíêè (¿¿ òîâùèíà) ó âñ³õ ë³ïîïðîòå¿í³â

ñêëàäàº 2 íì.

Òàáëèöÿ 9.2.

Ë³ïîïðîòå¿íè ïëàçìè êðîâ³

Ліпопротеїни

Густина,

г/мл

Молекулярна

маса

Діаметр, нм

Концентрація

у плазмі крові, г/л

Хіломікрони 0,95 1–10 млрд 30–500 1–2

ЛДНГ 0,95–1,00 5–100 млн 30–75 1–1,5

ЛНГ 1,00–1,06 2–4 млн 20–25 2–4

ЛВГ 1,06–1,21 200–400 тис 10–15 1–3

Ôóíêö³ÿ êîæíîãî êëàñó ë³ïîïðîòå¿í³â êðîâ³ ñïåöèô³÷íà. Õ³ëîì³ê-

ðîíè òðàíñïîðòóþòü æèðè, ôîñôîë³ï³äè â³ä êèøå÷íèêà äî òêàíèí.

²íø³ ë³ïîïðîòå¿íè ñëóæàòü äëÿ ïåðåíîñó ¿õ â³ä ïå÷³íêè äî ð³çíèõ îðãàí³â

³ òêàíèí òà íàâïàêè.

4. ÊÀÒÀÁÎË²ÇÌ ÆÈÐ²Â

Æèðè – äóæå âàæëèâå äæåðåëî åíåðã³¿ â îðãàí³çì³ ëþäèíè. Ñåðåä

ãîëîâíèõ õàð÷îâèõ ðå÷îâèí âîíè íàéá³ëüø êàëîð³éí³ (39 êÄæ/1 ã æèðó).

Ó êë³òèíàõ æèðè â³äêëàäàþòüñÿ ïðî çàïàñ ó âèãëÿä³ æèðîâèõ êðàïåëü-

îê, ÿê³ ñêëàäàþòüñÿ ìàéæå ³ç ÷èñòîãî æèðó ³ ìîæóòü ó äóæå âåëèêèõ

ê³ëüêîñòÿõ íàêîïè÷óâàòèñÿ ³ çáåð³ãàòèñÿ ó æèðîâ³é òêàíèí³.

Ó ñòàí³ ñïîêîþ òàê³ îðãàíè, ÿê ñåðöå, ñêåëåòí³ ì'ÿçè ³ ïå÷³íêà,

ïîíàä ïîëîâèíó íåîáõ³äíî¿ åíåðã³¿ îòðèìóþòü çà ðàõóíîê îêèñíåííÿ

æèð³â. Ïðè ô³çè÷í³é ðîáîò³ ³ ñòàíàõ îðãàí³çìó, ÿê³ ïîòðåáóþòü ï³äâèùå-

íèõ åíåðãîçàòðàò, à òàêîæ ïðè ãîëîäóâàíí³ ñïîæèâàííÿ òðèãë³öåðèä³â

æèðîâî¿ òêàíèíè çá³ëüøóºòüñÿ. Â³äçíà÷èìî, ùî ìîçîê ³ íåðâîâà òêàíèíà

íå ìîæóòü îêèñíþâàòè æèðí³ êèñëîòè, çàáåçïå÷åííÿ ¿õ åíåðã³ºþ â³äáó-

âàºòüñÿ çà ðàõóíîê îêèñíåííÿ âóãëåâîä³â. Ò³ëüêè ïðè òðèâàëîìó ãîëîäó-

âàíí³ ó ìîçêó âèêîðèñòîâóþòüñÿ ÿê äæåðåëî åíåðã³¿ êåòîíîâ³ ò³ëà –

ïðîäóêò ïåðåòâîðåíü æèðíèõ êèñëîò, àëå íå ñàì³ æèðí³ êèñëîòè.

Áëèçüêî 95 % âñ³º¿ á³îëîã³÷íî äîñòóïíî¿ åíåðã³¿ ó ìîëåêóë³ òðè-

àöèëãë³öåðèí³â ì³ñòÿòü ó ñîá³ çàëèøêè òðüîõ êèñëîò ³ç äîâãèì âóãëåöå-

âèì ëàíöþãîì, ³ ëèøå 5 % åíåðã³¿ ïðèïàäàº íà ÷àñòêó ãë³öåðèíó. Ñïî-

÷àòêó òðèàöèëãë³öåðèíè ðîçïàäàþòüñÿ íà ãë³öåðèí ³ æèðí³ êèñëîòè.

Îáèäâà êîìïîíåíòè îêèñíþþòüñÿ äî ÑÎ

³ Í

Î, ùî ñóïðîâîäæóºòüñÿ

âèä³ëåííÿì åíåðã³¿.

365

Ðèñ. 9.7. Ãîðìîíàëüíà ðåãóëÿö³ÿ ã³äðîë³çó òðèàöèëãë³öåðèí³â ó àäèïîöèòàõ.

4.1. Âíóòð³øíüîêë³òèííèé ë³ïîë³ç

Ã³äðîë³ç òðèàöèëãë³öåðèí³â ó æèðîâ³é òêàíèí³ êàòàë³çóºòüñÿ òðüîìà

ë³ïàçàìè: òðèàöèëãë³öåðèí-, ä³àöèëãë³öåðèí- ³ ìîíîàöèëãë³öåðèíë³ïàçîþ.

Àêòèâí³ñòü äâîõ îñòàíí³õ ôåðìåíò³â ó 10-100 ðàç³â ïåðåâèùóº àêòèâí³ñòü

òðèàöèëãë³öåðèíë³ïàçè, ÿêà º ðåãóëÿòîðíèì ôåðìåíòîì. Ñòèìóëþºòüñÿ

ïðîöåñ ã³äðîë³çó æèð³â ãîðìîíàìè – àäðåíàë³íîì, ãëþêàãîíîì, êîðòè-

êîñòåðî¿äàìè ³ ã³ïîô³çàðíèìè ãîðìîíàìè. ×åðåç àäåí³ëàòöèêëàçíó ñèñ-

òåìó àäðåíàë³í ³ ãëþêàãîí àêòèâóþòü òðèàöèëãë³öåðèíë³ïàçó, ìåõàí³çì

àêòèâàö³¿ – ÿê ³ ïðè àêòèâàö³¿ ãë³êîãåíôîñôîðèëàçè, òîáòî ìåõàí³çì

êàñêàäíîãî ï³äñèëåííÿ, ÿêèé âêëþ÷àº ñèíòåç öÀÌÔ, àêòèâàö³þ ïðîòå¿-

íê³íàçè ³ ôîñôîðèëþâàííÿ ë³ïàçè (ðèñ. 9.7). ²íñóë³í ïðîòèä³º àêòèâàö³¿

àäåí³ëàòöèêëàçè öèìè ãîðìîíàìè ³ òèì ñàìèì ïðèãí³÷óº ë³ïîë³ç. Â³ä-

ñóòí³ñòü ³íñóë³íó ïðè öóêðîâîìó ä³àáåò³ ïðèçâîäèòü äî áåçêîíòðîëüíî¿

ñòèìóëÿö³¿ ë³ïàçè ãëþêàãîíîì, àäðåíàë³íîì, ã³ïîô³çàðíèìè ãîðìîíàìè ³

ìîá³ë³çàö³¿ æèðíèõ êèñëîò ³ç æèðîâèõ äåïî.

Àêòèâíà òðèàöèëãë³öåðèíë³ïàçà ã³äðîë³çóº òðèàöèëãë³öåðèí íà ä³-

àöèëãë³öåðèí ³ æèðíó êèñëîòó. Äàë³ äèãë³öåðèíë³ïàçà ³ ìîíîãë³öåðèíë³ïà-

çà ðîçùåïëþþòü ä³àöèëãë³öåðèí ÷åðåç ìîíîàöèëãë³öåðèí äî â³ëüíîãî ãë³öå-

ðèíó ³ æèðíèõ êèñëîò. Îáèäâà ïðîäóêòè âèõîäÿòü øëÿõîì äèôóç³¿ ³ç æèð-

íèõ êë³òèí ó êðîâ. Ãë³öåðèí ó â³ëüíîìó âèãëÿä³, à æèðí³ êèñëîòè ó ôîðì³

íåêîâàëåíòíèõ êîìïëåêñ³â ç àëüáóì³íàìè ïåðåíîñÿòüñÿ êðîâ'þ äî îðãàí³â

Ãëþêàãîí

Àäðåíàë³í ²íñóë³í

àêòèâíà

Ïðîòå¿í-

ê³íàçà

(íåàêòèâíà)

Àäåí³ëàò-

öèêëàçà

(íåàêòèâíà)

Òðèàöèëãë³öåðèíë³ïàçà

(àêòèâíà)

Ôîñôàòàçà

ÀÒÔ

Ïðîòå¿íê³íàçà

(àêòèâíà)

Òðèàöèëãë³öåðèíë³ïàçà

(íåàêòèâíà)

öÀÌÔ

–

ÀÒÔÀÄÔ

Òðèàöèëãë³öåðèí

Æèðíà

êèñëîòà

Ä³àöèëãë³öåðèí

366

³ òêàíèí. Êîíöåíòðàö³ÿ â³ëüíèõ æèðíèõ êèñëîò ó ïëàçì³ êðîâ³ íåâåëèêà –

640-880 ìêìîëü/ë, ùî ñòàíîâèòü áëèçüêî 1-3 % â³ä âì³ñòó ë³ï³ä³â

êðîâ³. Ïîò³ê æèðíèõ êèñëîò â³ä æèðîâî¿ òêàíèíè äî îðãàí³â-ñïîæèâà÷³â

ïðîõîäèòü äóæå øâèäêî. Òàê, çà 2-4 õâ òêàíèíè çàõîïëþþòü ïîëîâèíó

æèðíèõ êèñëîò ïëàçìè êðîâ³. Âèñîêà øâèäê³ñòü öüîãî ïîòîêó íàâ³òü ïðè

íèçüê³é êîíöåíòðàö³¿ æèðíèõ êèñëîò çàáåçïå÷óº ïåðåíåñåííÿ çíà÷íèõ ¿õ

ê³ëüêîñòåé – áëèçüêî 160 ã çà äîáó.

4.2. Îêèñíåííÿ ãë³öåðèíó

Ãë³öåðèí çàõîïëþºòüñÿ ïåðåâàæíî ïå÷³íêîþ. Òóò ï³ä ä³ºþ ãë³öå-

ðîëê³íàçè â³í ïåðåòâîðþºòüñÿ ó ãë³öåðîôîñôàò, ÿêèé îêèñíþºòüñÿ äî

ä³îêñ³àöåòîíôîñôàòó ãë³öåðîëôîñôàòäåã³äðîãåíàçîþ:

OPO

АТФ

АДФ

НАД

НАДН+Н

Ä³îêñ³àöåòîíôîñôàò – ïðîì³æíèé ïðîäóêò ã³äðîë³çó ³ ãëþêîíåîãå-

íåçó ³ òîìó ìîæå àáî îêèñíþâàòèñÿ â ðåàêö³ÿõ ãë³êîë³çó ³ äàë³ ïî çàãàëü-

íîìó øëÿõó êàòàáîë³çìó äî ÑÎ

³ Í

Î, äàþ÷è ïðè öüîìó åíåðã³þ, àáî

âñòóïàòè ó ðåàêö³¿ ãëþêîíåîãåíåçó, ïåðåòâîðþþ÷èñü ó ãëþêîçó ÷è ãë³êî-

ãåí. Îêèñíåííÿ ãë³öåðèíó â àíàåðîáíèõ óìîâàõ ïðèâîäèòü äî âèä³ëåííÿ

äâîõ ìîëåêóë ÀÒÔ (ÿê ³ â ãë³êîë³ç³), àëå âðàõîâóþ÷è, ùî îäíà ìîëåêóëà

ÀÒÔ áóëà âèêîðèñòàíà äëÿ àêòèâàö³¿ ãë³öåðèíó, åíåðãåòè÷íèé áàëàíñ

ð³âíèé îäí³é ìîëåêóë³ ÀÒÔ.

Ïðè ïîâíîìó îêèñíåíí³ ãë³öåðèíó â àåðîáíèõ óìîâàõ äî ÑÎ

³ Í

åíåðãåòè÷íèé áàëàíñ ñêëàäàº 22 ìîëåêóëè ÀÒÔ. ²ç íèõ 9 ÀÒÔ óòâîðþ-

þòüñÿ â äèõàëüíîìó ëàíöþç³ ç 3-õ ìîëåêóë ÍÀÄÍ

. Îäíà ìîëåêóëà ÍÀÄÍ

– ïðè îêèñíåíí³ ãë³öåðîôîñôàòó, äðóãà – ç ãë³öåðàëüäåã³äòðèôîñôàòó,

à òðåòÿ ìîëåêóëà ÍÀÄÍ

óòâîðþºòüñÿ ï³ä ÷àñ ïåðåòâîðåííÿ ï³ðîâèíîã-

ðàäíî¿ êèñëîòè â àöåòèë ÊîÀ. Îêèñíåííÿ îñòàííüîãî äî ÑÎ

³ Í

Î ñóï-

ðîâîäæóºòüñÿ âèä³ëåííÿì 12 ÀÒÔ.

4.3. Îêèñíåííÿ æèðíèõ êèñëîò

Ó çàãàëüíèõ ðèñàõ îêèñíåííÿ æèðíèõ êèñëîò â³äáóâàºòüñÿ òàêèì

÷èíîì. Æèðí³ êèñëîòè íàäõîäÿòü ó êë³òèíè, ïåðåòâîðþþòüñÿ â àêòèâí³

ôîðìè – àöèë-ÊîÀ, òîáòî ñïîëóêó çàëèøêó æèðíî¿ êèñëîòè (àöèëó) ç

êîåíçèìîì À. Çà äîïîìîãîþ ñïåö³àëüíîãî ïåðåíîñíèêà – êàðí³òèíó –

àöèëüí³ ãðóïè ïðîíèêàþòü ³ç öèòîïëàçìè â ì³òîõîíäð³¿. Òóò æèðí³ êèñ-

ëîòè çàçíàþòü ðÿäó ïîñë³äîâíèõ ðåàêö³é, ÿê³ ïðèçâîäÿòü äî â³äùåïëåí-

íÿ â³ä äîâãîãî âóãëåöåâîãî ëàíöþãà ôðàãìåíòà ³ç äâîõ âóãëåö³â, à ñàìå

àöåòèë-ÊîÀ. Áàãàòîðàçîâå ïîâòîðåííÿ òàêèõ ðåàêö³é ïðèçâîäèòü äî

367

ïîâíîãî ðîçïàäó æèðíî¿ êèñëîòè äî àöåòèë-ÊîÀ. Îñòàíí³é óòèë³çóºòüñÿ

ó öèêë³ ëèìîííî¿ êèñëîòè.

Ùå íà ïî÷àòêó ÕÕ ñòîë³òòÿ Êíîîï ïîêàçàâ, ùî â³äùåïëåííÿ äâî-

âóãëåöåâèõ ôðàãìåíò³â â³äáóâàºòüñÿ çà β-ñõåìîþ, êîëè îêèñíþºòüñÿ

β-àòîì âóãëåöþ æèðíî¿ êèñëîòè ³ â ðåçóëüòàò³ óòâîðþþòüñÿ β-êåòîêèñ-

ëîòà, ÿêà äàë³ çàçíàº ðîçùåïëåííÿ ç óòâîðåííÿì äâîâóãëåöåâîãî ôðàã-

ìåíòà (íàïåâíî, îöòîâî¿ êèñëîòè) ³ æèðíî¿ êèñëîòè, êîðîòøî¿ íà 2 àòîìè

âóãëåöþ çà âèõ³äíó êèñëîòó. Òîìó Êíîîï íàçâàâ öåé ïðîöåñ β-îêèñíåí-

íÿì æèðíèõ êèñëîò.

À. Ðåàêö³ÿ àêòèâàö³¿ æèðíèõ êèñëîò ï³ä ä³ºþ àöèë-ÊîÀ-ñèíòåòàç ³

çà ðàõóíîê âèêîðèñòàííÿ åíåðã³¿ ÀÒÔ:

Öåé ïðîöåñ â³äáóâàºòüñÿ â öèòîïëàçì³. Â³äîìî äåê³ëüêà ôåðìåíò³â,

ëîêàë³çîâàíèõ ó çîâí³øí³é ìåìáðàí³ ì³òîõîíäð³é ³ â åíäîïëàçìàòè÷í³é

ñ³òö³, ÿê³ ñïåöèô³÷í³ äëÿ æèðíèõ êèñëîò ³ç ð³çíîþ äîâæèíîþ âóãëåâîä-

íåâîãî ëàíöþãà.

Á. Ïåðåíåñåííÿ àöèëüíèõ çàëèøê³â ³ç öèòîçîëþ ó ìàòðèêñ ì³òî-

õîíäð³é, äå ëîêàë³çîâàí³ ôåðìåíòè β-îêèñíåííÿ. Öåé ïðîöåñ çä³éñíþºòüñÿ

çà äîïîìîãîþ íèçüêîìîëåêóëÿðíîãî êàðí³òèíó:

SKoA +~

АМФ + ФФ

R COOH + KoASH +

АТФ

β α

COOHCH

RCH

COOHC

RCOOH CH

COOH+

ацил-КоА + карнітин

ацилкарнітин + КоАSH.

Ï³ä ä³ºþ ì³òîõîíäð³àëüíî¿ êàðí³òèí-àöèëòðàíñôåðàçè ³ç àöèëêàðí³-

òèíó óòâîðþþòüñÿ àöèë-ÊîÀ ³ â³ëüíèé êàðí³òèí, ÿêèé ïîâåðòàºòüñÿ ó

öèòîçîëü, à àöèë-ÊîÀ ïîòðàïëÿº â ìàòðèêñ.

Â. Ðåàêö³ÿ β-îêèñíåííÿ.

1. Äåã³äðóâàííÿ ïî α- ³ β-âóãëåöåâèõ àòîìàõ æèðíî¿ êèñëîòè çà

äîïîìîãîþ ÔÀÄ-çàëåæíî¿ àöèë-ÊîÀ-äåã³äðîãåíàçè:

Àöèë-ÊîÀ Åíî¿ë-ÊîÀ

(CH

)

CHOH CH

COOH

Ôåðìåíò êàðí³òèí-àöèëòðàíñôåðàçà êàòàë³çóº ðåàêö³þ óòâîðåííÿ

ñêëàäíîãî åô³ðó êàðí³òèíó ³ æèðíî¿ êèñëîòè, à ìåìáðàííèé á³ëîê òðàíñ-

ëîêàçà ñïðèÿº ïåðåíîñó àöèëêàðí³òèíó ÷åðåç âíóòð³øíþ ìåìáðàíó ì³òî-

õîíäð³é ó ìàòðèêñ:

RCH

CH CH C

SK oA

+ ФАД

+ ФАД•Н

SKoA

β α

368

SKoA + KoASH

SKoA +

SKoA

2. Ã³äðàòàö³ÿ åíî¿ë-ÊîÀ; ôåðìåíò åíî¿ë-ÊîÀ-ã³äðàòàçà.

RCH

CH CH C

SKoA + H

O RCH

SKoA

Åíî¿ë-ÊîÀ

-îêñ³àöèë-ÊîÀ

CH CH

SKoA

+ НАД

+ Н

-îêñ³àöèë-ÊîÀ

-êåòîàöèë-ÊîÀ

3. Äðóãà ðåàêö³ÿ äåã³äðóâàííÿ; ôåðìåíò – ÍÀÄ

-çàëåæíà β-îêñ³-

àöèë-ÊîÀ-äåã³äðîãåíàçà.

4. Ò³îëàçíà ðåàêö³ÿ; ôåðìåíò – ò³îëàçà, àáî àöåòèë-ÊîÀ-àöèëòðàíñ-

ôåðàçà.

Ö³ ÷îòèðè ðåàêö³¿ ñêëàäàþòü îäèí öèêë β-îêèñíåííÿ. Àöèë-ÊîÀ, ÿêèé

ñòàâ íà äâà àòîìè âóãëåöþ êîðîòøèì, çíîâó âñòóïàº ó öèêë β-îêèñíåííÿ

ç íàñòóïíèì â³äùåïëåííÿì àöåòèë-ÊîÀ. Òàê ïîâòîðþºòüñÿ äî ïîâíîãî

ðîçïàäó æèðíî¿ êèñëîòè íà àöåòèë-ÊîÀ. Íàïðèêëàä, ïðè β-îêèñíåíí³

ïàëüì³òèíîâî¿ êèñëîòè (Ñ

ÑÎÎÍ, ÷èñëî àòîì³â âóãëåöþ n=16)

óòâîðþþòüñÿ 8 ìîëåêóë àöåòèë-ÊîÀ (n/2) ³ ìàþòü ì³ñöå 7 öèêë³â (n/2-1),

òîìó ùî àöèë ³ç 4 àòîì³â âóãëåöþ (áóòèðèë-ÊîÀ) îêèñíþºòüñÿ ³ ðîçïà-

äàºòüñÿ äî äâîõ ìîëåêóë àöåòèë-ÊîÀ. Ñóìàðíå ð³âíÿííÿ äëÿ ïàëüì³òèíî-

âî¿ êèñëîòè òàêå:

СОSКоА + 7КоАSH + 7ФАД + 7НАД

+ 7Н

8СН

–СО–SКоА +7ФАДН

+ 7НАДН + Н

4.4. Åíåðãåòè÷íèé áàëàíñ îêèñíåííÿ æèðíèõ êèñëîò

Â³äíîâëåí³ êîôåðìåíòè ïåðåäàþòü àòîìè âîäíþ íà äèõàëüíèé ëàí-

öþã, äå çà ðàõóíîê îêèñíþâàëüíîãî ôîñôîðèëþâàííÿ óòâîðþþòüñÿ ÀÒÔ

(1 ÔÀÄÍ

– 2 ÀÒÔ, 1 ÍÀÄÍ

– 3 ÀÒÔ). Îñê³ëüêè ïðè êîæíîìó öèêë³

óòâîðþþòüñÿ 1 ÔÀÄÍ

³ 1 ÍÀÄÍ

, à ïðè ðîçïàä³ ïàëüì³òèíîâî¿ êèñëîòè

â³äáóâàþòüñÿ 7 öèêë³â, òî óòâîðþºòüñÿ 7×5=35 ìîëåêóë ÀÒÔ. Íà äðóãî-

ìó åòàï³ îêèñíåííÿ âñ³ ìîëåêóëè àöåòèë-ÊîÀ îêèñíþþòüñÿ ó öèêë³ ëè-

ìîííî¿ êèñëîòè ³ àöåòèë-ÊîÀ äàº ïðè öüîìó 12 ìîëåêóë ÀÒÔ. Ïðè ðîçïàä³

ïàëüì³òèíîâî¿ êèñëîòè óòâîðþþòüñÿ 8 àöåòèë-ÊîÀ, ùî çàáåçïå÷óþòü

ñèíòåç 8 ×12=96 ìîëåêóë ÀÒÔ. Çâ³äñè âèõ³ä ÀÒÔ ïðè ïîâíîìó îêèñ-

íåíí³ 1 ìîëåêóëè ïàëüì³òèíîâî¿ êèñëîòè äî ÑÎ

³ Í

Î ñêëàäå 96+35-1

(äëÿ àêòèâàö³¿)=130 ìîëåêóë.

Ïðè ïîâíîìó îêèñíåíí³ 1 ìîëÿ ïàëüì³òèíîâî¿ êèñëîòè â êàëîðèìåò-

ðè÷í³é áîìá³ çâ³ëüíÿºòüñÿ áëèçüêî 9800 êÄæ. Ó 130 ìîëÿõ ÀÒÔ àêóìó-

ëþºòüñÿ 130×40=5200 êÄæ, ùî ñêëàäàº áëèçüêî 55 % âñ³º¿ åíåðã³¿, à

ðåøòà ðîçñ³þºòüñÿ ó âèãëÿä³ òåïëà.

369

Ðèñ. 9.8. Çàãàëüíà ñõåìà îêèñíåííÿ æèðíèõ êèñëîò.

Åòàïè îêèñíåííÿ æèðíèõ êèñëîò:

1 – àêòèâàö³ÿ; 2 – ïåðåíåñåííÿ ó ì³òîõîíäð³¿; 3 –

-îêèñíåííÿ; 4 – öèêë ëèìîííî¿

êèñëîòè; 5 – òêàíèííå äèõàííÿ ³ îêèñíþâàëüíå ôîñôîðèëþâàííÿ.

Ïîð³âíÿéìî âèõ³ä ÀÒÔ ïðè îêèñíåíí³ âóãëåâîä³â ³ æèðíèõ êèñëîò.

Äëÿ ïîð³âíÿííÿ â³çüìåìî ñòåàðèíîâó êèñëîòó, ÿêà ìàº 18 àòîì³â âóãëå-

öþ (Ñ

ÑÎÎÍ), ³ 3 ìîëåêóëè ãëþêîçè, ùîá áóëà îäíàêîâà ê³ëüê³ñòü

àòîì³â âóãëåöþ. Ïðè îêèñíåíí³ 1 ìîëÿ ãëþêîçè óòâîðþþòüñÿ 38 ÀÒÔ, ³ç

3 ìîë³â – 38 × 3=114 ìîë³â ÀÒÔ. Ïðè îêèñíåíí³ 1 ìîëÿ ñòåàðèíîâî¿

êèñëîòè óòâîðþþòüñÿ [(8 × 5)+(9 × 12)-1]=147 ìîë³â ÀÒÔ.

Ñóìàðí³ ðåàêö³¿ îêèñíåííÿ:

1) ãëþêîçè [Ñ

+6Î

6 Í

Î + 38 ÀÒÔ]×3

+ 18 Î

18 ÑÎ

+ 18 Í

Î + 114 ÀÒÔ

2) ñòåàðèíîâî¿ êèñëîòè:

+ 26 Î

18 ÑÎ

+ 18 Í

Î + 147 ÀÒÔ

Òàêèì ÷èíîì, åíåðãåòè÷íà ºìí³ñòü æèðíèõ êèñëîò çíà÷íî á³ëüøà,

í³æ ãëþêîçè. Ïðè ðîçðàõóíêó íà îäèí àòîì âóãëåöþ âèõ³ä ÀÒÔ ïðè

îêèñíåíí³ ñòåàðèíîâî¿ êèñëîòè ñêëàäàº 8,2; à ïðè îêèñíåíí³ ãëþêîçè –

6,3. ßêùî æ ðîçðàõóíîê âåñòè íà 1 ã ðå÷îâèíè, òî âèõ³ä ÀÒÔ ïðè îêèñ-

íåíí³ æèðíèõ êèñëîò á³ëüø í³æ óäâ³÷³ ïåðåâèùóº âèõ³ä ÀÒÔ ïðè îêèñ-

íåíí³ âóãëåâîä³â. Ïðè÷èíîþ öüîãî º âèñîêèé ñòóï³íü â³äíîâëåííÿ àòîì³â

âóãëåöþ ó âóãëåöåâèõ ëàíöþãàõ æèðíèõ êèñëîò (-ÑÍ

-), òîä³ ÿê àòîìè

R C ~ SKoA

n/2

C ~ SKo A

n CO

KoASH

АТФ

АМФ + ФФ

НАДН

ФАДН

АДФ + Ф

АТФ

Ацилкарнітин

370

âóãëåöþ ó ëàíöþãó âóãëåâîäó âæå ÷àñòêîâî îêèñíåí³ (-ÑÍÎÍ-). Êð³ì

òîãî, ïðè îêèñíåíí³ æèð³â âíàñë³äîê öüîãî á³ëüøå ñïîæèâàºòüñÿ êèñ-

íþ. Òàê, äèõàëüíèé êîåô³ö³ºíò (â³äíîøåííÿ âèä³ëåíîãî ÑÎ

äî ñïîæè-

òîãî Î

) ïðè îêèñíåíí³ âóãëåâîä³â äîð³âíþº 1, à ïðè îêèñíåíí³ æèð³â –

áëèçüêî 0,7. Àëå êàòàáîë³çì æèðíèõ êèñëîò äî ê³íöåâèõ ïðîäóêò³â âèìà-

ãàº îäíî÷àñíîãî îêèñíåííÿ ³ ãëþêîçè. Öå ïîâ'ÿçàíî ç òèì, ùî íà ïî÷àòêó

ìåòàáîë³çìó æèðíèõ êèñëîò äëÿ ¿õ àêòèâàö³¿ íåîáõ³äíèé ÀÒÔ, ÿêèé âè-

ðîáëÿºòüñÿ ï³ä ÷àñ îêèñíåííÿ ãëþêîçè. Êð³ì òîãî, äëÿ âêëþ÷åííÿ â öèêë

ëèìîííî¿ êèñëîòè, óòâîðåíèõ â öèêë³ Êíîîïà àöåòèë-ÊîÀ, íåîáõ³äíèé

îêñàëîàöåòàò, ÿêèé òàêîæ óòâîðþºòüñÿ ç ïðîì³æíèõ ïðîäóêò³â îáì³íó

âóãëåâîä³â çà äîïîìîãîþ ï³ðóâàòêàðáîêñèëàçè. Ñàìå ³ç-çà öèõ äâîõ ïðè-

÷èí ìîæíà ââàæàòè ö³ëêîì âèïðàâäàíèì âèñë³â, ÿêèé ïîáóòóâàâ ó ñòà-

ðèõ ï³äðó÷íèêàõ, ùî "æèðè çãîðÿþòü â ïîëóì’¿ âóãëåâîä³â".

4.5. Îêèñíåííÿ íåíàñè÷åíèõ æèðíèõ êèñëîò

Ìåõàí³çì îêèñíåííÿ òàêèé æå, ÿê ïðè îêèñíåíí³ íàñè÷åíèõ êèñ-

ëîò, àëå ïðîöåñ âêëþ÷àº äîäàòêîâ³ ðåàêö³¿. Ïîñòóïîâå â³äùåïëåííÿ àöå-

òèë-ÊîÀ â³ä íåíàñè÷åíî¿ æèðíî¿ êèñëîòè ïðèçâîäèòü äî óòâîðåííÿ

åíî¿ë-ÊîÀ, â ÿêîìó ïîäâ³éíèé çâ'ÿçîê ðîçì³ùåíèé ó ïîëîæåíí³ ì³æ 3 ³ 4

àòîìàìè âóãëåöþ ³ ìàº öèñ-êîíô³ãóðàö³þ. Åíî¿ë-ÊîÀ, ÿêèé óòâîðþºòüñÿ

ïðè îêèñíåíí³ íàñè÷åíèõ æèðíèõ êèñëîò, ÿê ðîçãëÿíóòî âèùå, ìàº ïîäâ³é-

íèé çâ'ÿçîê ì³æ 2(α) ³ 3(β) àòîìàìè âóãëåöþ, ïðè÷îìó ó òðàíñ-êîíô³ãó-

ðàö³¿. ²ñíóº ñïåöèô³÷íà ³çîìåðàçà, ÿêà ïåðåì³ùàº ïîäâ³éíèé çâ'ÿçîê ³ç

ïîëîæåííÿ 3-4 ó ïîëîæåííÿ 2-3, à òàêîæ çì³íþº êîíô³ãóðàö³þ ïîäâ³é-

íîãî çâ'ÿçêó ³ç öèñ- ó òðàíñ-êîíô³ãóðàö³þ. Óòâîðåíèé åíî¿ë-ÊîÀ ïåðå-

òâîðþºòüñÿ äàë³ øëÿõîì β-îêèñíåííÿ.

4.6. Îêèñíåííÿ æèðíèõ êèñëîò ³ç íåïàðíèì ÷èñëîì àòîì³â âóãëåöþ

Á³ëüø³ñòü ïðèðîäíèõ ë³ï³ä³â ì³ñòÿòü æèðí³ êèñëîòè ç ïàðíèì ÷èñ-

ëîì àòîì³â âóãëåöþ. Ó ë³ï³äàõ áàãàòüîõ ðîñëèí ³ äåÿêèõ ìîðñüêèõ

îðãàí³çì³â íàÿâí³ æèðí³ êèñëîòè ³ç íåïàðíèì ÷èñëîì âóãëåöåâèõ àòîì³â.

Âîíè ï³ääàþòüñÿ β-îêèñíåííþ, àëå â îñòàííüîìó öèêë³ óòâîðþºòüñÿ

íå àöåòèë-ÊîÀ, à ïðîï³îí³ë-ÊîÀ, ùî ìàº òðè àòîìè âóãëåöþ. Ïðîï³îí³ë-

ÊîÀ ÷åðåç ðÿä ïðîì³æíèõ ïðîäóêò³â ïåðåòâîðþºòüñÿ äî ñóêöèí³ë-ÊîÀ,

ÿêèé îêèñíþºòüñÿ ó öèêë³ Êðåáñà:

C ~ SKoA

COOH

C ~ SKoA

COOH

АТФ

АДФ

Ïðîï³îí³ë-ÊîÀ Ìåòèëìàëîí³ë-ÊîÀ Ñóêöèí³ë-ÊîÀ

371

Ïåðøó ðåàêö³þ êàòàë³çóº ïðîï³îí³ë-ÊîÀ-êàðáîêñèëàçà ç êîôåðìåí-

òîì á³îòèíîì, à äðóãó – ìåòèëìàëîí³ë-ÊîÀ-ìóòàçà, ÿêà ì³ñòèòü äåçî-

êñ³àäåíîçèëêîáàëàì³í – êîôåðìåíòíó ôîðìó â³òàì³íó Â

. Ôåðìåíò

ñïðèÿº ïåðåíîñó

C ~ SKoA

ãðóïè íà ìåòèëüíèé ðàäèêàë. Ïðè ïîðó-

øåíí³ àêòèâíîñò³ ìåòèëìàëîí³ëìóòàçè âíàñë³äîê íåñòà÷³ â îðãàí³çì³ â³òà-

ì³íó Â

àáî ñïàäêîâîãî äåôåêòó àïîôåðìåíòó â êðîâ³ ³ ñå÷³ ç'ÿâëÿþòü-

ñÿ âåëèê³ ê³ëüêîñò³ ìåòèëìàëîíîâî¿ ³ ïðîï³îíîâî¿ êèñëîò.

5. ÌÅÒÀÁÎË²ÇÌ ÊÅÒÎÍÎÂÈÕ Ò²Ë

Äî êåòîíîâèõ ò³ë â³äíîñÿòü àöåòîîöòîâó êèñëîòó (àöåòîàöåòàò),

β-îêñèìàñëÿíó êèñëîòó (β-îêñèáóòèðàò) ³ àöåòîí. Ñèíòåçóþòüñÿ âîíè â

ïå÷³íö³ ³ç àöåòèë-ÊîÀ. Îñòàíí³é óòâîðþºòüñÿ ïðè ðîçïàä³ âóãëåâîä³â, æèð-

íèõ êèñëîò ³ àì³íîêèñëîò, àëå ïåðåâàæíî äëÿ ñèíòåçó êåòîíîâèõ ò³ë âè-

êîðèñòîâóºòüñÿ àöåòèë-ÊîÀ, ùî óòâîðþºòüñÿ ³ç æèðíèõ êèñëîò. Àöåòîà-

öåòàò ³ β-îêñèáóòàðàò íàäõîäÿòü ³ç ïå÷³íêè ó êðîâ ³ òðàíñïîðòóþòüñÿ ÿê

âîäîðîç÷èíí³ ñïîëóêè äî ïîçàïå÷³íêîâèõ òêàíèí. Òàì β-îêñèáóòàðàò îêèñ-

íþºòüñÿ äî àöåòîàöåòàòó, ÿêèé ïåðåòâîðþºòüñÿ â àêòèâíó ôîðìó – àöå-

òîàöåòèë-ÊîÀ. Ó òêàíèíàõ º 2 øëÿõè àêòèâàö³¿ àöåòîàöåòàòó. Ó ïåðøîìó

àöåòîàöåòàò ïåðåòâîðþºòüñÿ â àöåòîàöåòèë-ÊîÀ â ðåàêö³¿ ç ñóêöèí³ë-

ÊîÀ. Ó äðóãîìó øëÿõó àöåòîàöåòèë-ÊîÀ óòâîðþºòüñÿ â ðåàêö³¿ ç ÊîÀ

ïðè ó÷àñò³ ÀÒÔ òà ôåðìåíòó àöåòîàöåòèë-ÊîÀ-ñèíòåòàçè (ðèñ. 9.9). Ôåð-

ìåíòè àêòèâàö³¿ â³äñóòí³ ó ïå÷³íö³ ³ òîìó êåòîíîâ³ ò³ëà â í³é íå óòèë³-

çóþòüñÿ. Àöåòîàöåòèë-ÊîÀ ðîçïàäàºòüñÿ íà 2 ìîëåêóëè àöåòèë-ÊîÀ, ÿêèé

îêèñíþºòüñÿ ó öèêë³ Êðåáñà äî ÑÎ

³ Í

Î.

Ó íîðì³ â ïå÷³íö³ óòâîðþºòüñÿ íåâåëèêà ê³ëüê³ñòü êåòîíîâèõ ò³ë, ÿê³

äèôóíäóþòü ó êðîâ ³ øâèäêî óòèë³çóþòüñÿ ïåðèôåðè÷íèìè òêàíèíàìè.

Êîíöåíòðàö³ÿ êåòîíîâèõ ò³ë ó êðîâ³ – íå á³ëüøå 30 ìã/ë. Îêèñíåííÿ

êåòîíîâèõ ò³ë â³äáóâàºòüñÿ ó ñåðöåâîìó ³ ñêåëåòíèõ ì'ÿçàõ, íèðêàõ ³ íàâ³òü,

ïðè òðèâàëîìó ãîëîäóâàíí³, ó ìîçêó. Òàêèì ÷èíîì, á³îëîã³÷íèé çì³ñò óòâî-

ðåííÿ êåòîíîâèõ ò³ë ïîëÿãàº â òîìó, ùî ÷àñòèíà àöåòèë-ÊîÀ, ÿêèé óòâî-

ðþºòüñÿ ïðè β-îêèñíåíí³ æèðíèõ êèñëîò ó ïå÷³íö³, íå îêèñíþºòüñÿ òóò, à

íàïðàâëÿºòüñÿ ó ôîðì³ êåòîíîâèõ ò³ë â ³íø³ îðãàíè ³ òêàíèíè ÿê äîäàòêî-

âå äæåðåëî åíåðã³¿. Çíîâó, ÿê ³ ó âèïàäêó ç ãëþêîçîþ, ïå÷³íêà ñëóæèòü

îðãàíîì, ùî ïîñòà÷àº â ³íø³ òêàíèíè é îðãàíè êë³òèííå ïàëèâî.

Ïðè ïåâíèõ ñòàíàõ â îðãàí³çì³ óòâîðþºòüñÿ çíà÷íà ê³ëüê³ñòü êåòîíî-

âèõ ò³ë ³ ïîçàïå÷³íêîâ³ òêàíèíè íå ñïðàâëÿþòüñÿ ç ¿õ îêèñíåííÿì. Çðîñ-

òàº êîíöåíòðàö³ÿ ¿õ ó êðîâ³ (êåòîíåì³ÿ), ùî çóìîâëþº ðîçâèòîê àöèäîçó.

Ïðè íàäëèøêó êåòîíîâèõ ò³ë âîíè âèâîäÿòüñÿ ç ñå÷åþ – êåòîíóð³ÿ. Öåé

ñòàí íîñèòü íàçâó êåòîç ³ ìàº ì³ñöå ïðè òÿæêèõ ôîðìàõ öóêðîâîãî ä³àáå-

òó, ïîâíîìó ãîëîäóâàíí³, âæèâàíí³ âåëèêî¿ ê³ëüêîñò³ àëêîãîëþ àáî æèðíî¿

372

Ðèñ. 9.9. Ñõåìà ñèíòåçó ³ ðîçïàäó êåòîíîâèõ ò³ë.

Ïå÷³íêà ²íø³ îðãàíè

CCH

SKoA

CSKoA

C SKoA

CSKoA

C SKoA

CCH

SKoA

CCH

COO H

COOH

CSKoA

KoASH

ацетоацетил-КоА

β-окси-β-метилглутарил-КоА

ацетоацетат ацетоацетат

ацетоацетил-КоА

сукцинат

сукциніл-

КоА

β-оксибутират

НАДН + Н

НАД

АТФ

АМФ + ФФ

ацетон

АТФ

¿æ³, òðèâàëî¿ òÿæêî¿ ô³çè÷íî¿ ïðàö³. Ó öèõ âèïàäêàõ ìàº ì³ñöå àáî ïîñèëå-

íèé êàòàáîë³çì æèð³â, àáî çíèæåíèé êàòàáîë³çì âóãëåâîä³â, àáî ¿õ ïî-

ºäíàííÿ.

Ï³äâèùåíîìó âì³ñòó êåòîíîâèõ ò³ë â îðãàí³çì³ ïðè ä³àáåò³ é ãîëîäó-

âàíí³ ñïðèÿº çíèæåíà êîíöåíòðàö³ÿ îêñàëîàöåòàòó, ÿêèé óòâîðþºòüñÿ

³ç ï³ðóâàòó é àì³íîêèñëîò ³ ìîæå âèêîðèñòîâóâàòèñü äëÿ ãëþêîíåîãåíå-

çó. Ïðè íèçüê³é âíóòð³øíüîêë³òèíí³é êîíöåíòðàö³¿ îêñàëîàöåòàòó â öèêë

ëèìîííî¿ êèñëîòè âêëþ÷àºòüñÿ ìàëî àöåòèë-ÊîÀ ³, â³äïîâ³äíî, ó ïå÷³íö³

ïîñèëþºòüñÿ ñèíòåç êåòîíîâèõ ò³ë, à â ïîçàïå÷³íêîâèõ òêàíèíàõ îêèñ-

íåííÿ êåòîíîâèõ ò³ë íå ìîæå â³äáóâàòèñü ç³ øâèäê³ñòþ, äîñòàòíüîþ äëÿ

ïîâíî¿ ¿õ óòèë³çàö³¿.