Metabolismus lipidů. Mastné kyseliny, cholesterol, lipoproteiny. Josef Tomandl

Podobné dokumenty
Metabolismus lipidů. lipoproteiny. Josef Tomandl, 2013

Metabolismus lipidů a lipoproteinů. trávení a absorpce tuků

Metabolismus lipidů. Biochemický ústav LF MU (J.S.) 2016

Cholesterol a jeho transport. Alice Skoumalová

Cholesterol Fosfolipidy Triacylglyceroly Mastné kyseliny

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Metabolusmus lipidů - katabolismus

Metabolismus lipidů. (pozn. o nerozpustnosti)

Metabolismus lipidů. Vladimíra Kvasnicová. doporučené animace:

Štěpení lipidů. - potravou přijaté lipidy štěpí lipázy gastrointestinálního traktu

METABOLISMUS LIPIDU. triacylglycerol. pankreatická lipasa. 2-monoacylglycerol. mastné kyseliny COOH CH 2 CH O O C O COOH

Metabolismus lipoproteinů. Vladimíra Kvasnicová

Složky stravy - lipidy. Mgr.Markéta Vojtová VOŠZ a SZŠ Hradec Králové

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Metabolismus lipidů - odbourávání. VY_32_INOVACE_Ch0212

Odbourávání lipidů, ketolátky

11. Metabolismus lipidů

Lékařská chemie -přednáška č. 8

Metabolismus cholesterolu a lipoproteinů. EB Josef Fontana

Regulace metabolizmu lipidů

Syntéza a degradace mastných kyselin. Martina Srbová

Trávení a resorpce lipidů Přeměny lipoproteinů Biochemický ústav LF MU (E.T.)

Lipidy. RNDr. Bohuslava Trnková ÚKBLD 1.LF UK. ls 1

12. Metabolismus lipidů a glycerolu. funkce karnitinu a β-oxidace

Steroidy. Biochemický ústav (E.T.) 2013

Propojení metabolických drah. Alice Skoumalová

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Lipidy Lipoproteiny Apolipoproteiny Petr Breinek

Diabetes mellitus. úplavice cukrová - heterogenní onemocnění působení inzulínu. Metabolismus glukosy. Insulin (5733 kda)

LIPIDY. tuky = estery glycerolu + vyšší karboxylové kyseliny. vosky = estery vyšších jednoduchých alkoholů + vyšších karboxyl.

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin D a Y a vzorce adenosinu a thyminu

vysoká schopnost regenerace (ze zachovalých buněk)

LIPIDY Michaela Jurčáková & Radek Durna

METABOLISMUS TUKŮ VĚČNĚ DISKUTOVANÉ TÉMA

Biochemie jater. Eva Samcová

Koncentrace v krevní plazmě (mmol/l) 0,9 1,7 3,8 5,2 0,1 0,6. Cholesterol Fosfolipidy Triacylglyceroly Mastné kyseliny

Lipidy - složení vyšší mastné kyseliny + alkohol nepolární sloučeniny

Struktura lipidů. - testík na procvičení. Vladimíra Kvasnicová

Lipidy, Izoprenoidy, polyketidy a jejich metabolismus

Energetický metabolizmus buňky

Biochemie jater. Vladimíra Kvasnicová

Metabolismus lipidů - SOUHRN -

Lipidy. Nesourodá skupina látek Látky nerozpustné v polárních rozpouštědlech Složky: MK, alkoholy, N látky, sacharidy, kyselina fosforečná

Tuky. Autorem přednášky je Mgr. Lucie Mandelová, Ph.D. Přednáška se prochází klikáním nebo klávesou Enter.

Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti. Metabolusmus lipidů - anabolismus

Inovace profesní přípravy budoucích učitelů chemie

AMPK AMP) Tomáš Kuc era. Ústav lékar ské chemie a klinické biochemie 2. lékar ská fakulta, Univerzita Karlova v Praze

Integrace metabolických drah v organismu. Zdeňka Klusáčková

sloučeniny C, H, O Cukry = glycidy = sacharidy staré názvy: uhlohydráty, uhlovodany, karbohydráty

Metabolismus acylglycerolů a sfingolipidů. Martina Srbová

1. Napište strukturní vzorce aminokyselin E a W a vzorce guanosinu a uracilu

Přehled energetického metabolismu

Metabolismus steroidů. Petr Tůma

Metabolismus krok za krokem - volitelný předmět -

Kardiovaskulární systém

DYNAMICKÁ BIOCHEMIE. Daniel Nechvátal ::

Regulace metabolických drah na úrovni buňky

Otázka: Metabolismus. Předmět: Biologie. Přidal(a): Furrow. - přeměna látek a energie

TUKY. Autor: Mgr. Stanislava Bubíková. Datum (období) tvorby: Ročník: devátý

Metabolismus acylglycerolů a sfingolipidů. Martina Srbová

Metabolismus sacharidů

Funkce jater 7. Játra stavba, struktura jaterní buňky, žluč. Metabolismus základních živin v játrech. Metabolismus bilirubinu.

Charakteristika analýzy: Identifikace: APOLIPOPROTEIN A-I (APO-AI) Využití: negativní rizikový faktor aterosklerózy Referenční mez : g/l

Poruchy metabolismu lipidů. Ateroskleróza. (C) MUDr. Martin Vejražka, Ústav lékařské biochemie 1.LF UK Praha 1

Test pro přijímací řízení magisterské studium Biochemie Napište vzorce aminokyselin Q a K

Metabolismus lipidů. Biosyntéza mastných kyselin a triacylglycerolů. Lenka Fialová kařské biochemie 1. LF UK. Hlavní rysy biosyntézy mastných kyselin

Oxidace proteinů, tuků a cukrů jako zdroj energie v živých organismech

Lipidy. biomembrány a membránový transport

Intermediární metabolismus. Vladimíra Kvasnicová

PORUCHY VÝŽIVY Složky výživy

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Polysacharidy. monosacharidy disacharidy stravitelné PS nestravitelné PS (vláknina) neškrobové PS resistentní škroby Potravinové zdroje

Lipidy a biologické membrány

fce jater: (chem. továrna, jako 1. dostává všechny látky vstřebané GIT) METABOLICKÁ (jsou metabolicky nejaktivnější tkání v těle)

Mastné kyseliny, lipidy

Chemické složení buňky

Syntéza a metabolismus cholesterolu Metabolismus žlučových kyselin a vitaminů D. Biochemický ústav LF MU (E.T.) 2012

Struktura a funkce lipidů

Inovace studia molekulární a buněčné biologie reg. č. CZ.1.07/2.2.00/

TUKY (LIPIDY) ÚVOD DO PROBLEMATIKY P.TLÁSKAL SPOLEČNOST PRO VÝŽIVU FN MOTOL

9. Citrátový cyklus, oxidační dekarboxylace pyruvátu a anaplerotické dráhy

Metabolismus bílkovin. Václav Pelouch

Glykolýza Glukoneogeneze Regulace. Alice Skoumalová

Odbourávání a syntéza glukózy

V ŽIVOČIŠNÝCH BUŇKÁCH. *Ivana FELLNEROVÁ, PřF UP Olomouc*

Intermediární metabolismus - SOUHRN - Vladimíra Kvasnicová

Cholesterol a lipoproteiny, jejich metabolismus a vliv na zdraví člověka

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Proteiny %

Bp1252 Biochemie. #8 Metabolismus živin

Procvičování aminokyseliny, mastné kyseliny

Obr.1.Předpokládané varianty místa vzniku tukové kapky (TAG nebo ChE)

Pentosový cyklus. osudy glykogenu. Eva Benešová

MASTNÉ KYSELINY, LIPIDY (BIOSYNTÉZA)

Nutrienty v potravě Energetická bilance. Mgr. Jitka Pokorná Mgr. Veronika Březková

Metabolismus aminokyselin - testík na procvičení - Vladimíra Kvasnicová

Biotransformace Vylučování

METABOLISMUS SACHARIDŮ

Vztahy v intermediárním

Mechanismy hormonální regulace metabolismu. Vladimíra Kvasnicová

Regulace glykémie. Jana Mačáková

Transkript:

Metabolismus lipidů Mastné kyseliny, cholesterol, lipoproteiny Josef Tomandl 1

Hlavní typy lipidů Lipidy Mastné kyseliny Steroidy Cholesterol Žlučové kyseliny Steroidní hormony Estery / amidy 2

Typy lipidů Mastné kyseliny Vosky Triacylglyceroly Fosfolipidy Glykolipidy Glycerofosfolipidy Sfingofosfolipidy 3

Lipidy v krevní plazmě Celkový Esterifikovaný 4

TG jako zásoba energie nejefektivnější forma ukládání energie Sloučenina Glykogen TG Spalné teplo (kj/g) 17 38 TG jsou ukládány bez vazby vody, zatímco gram glykogenu váže 2 gramy vody 5

Metabolismus triacylglycerolů CH2 C R R C CH CH2 C R 1. Hydrolytické odštěpování mastných kyselin z TG 2. Metabolismus mastných kyselin a glycerolu 6

Lipasy katalyzují hydrolýzu triacylglycerolů CH2 C R R C CH CH2 C R 7

Lipasy Extracelulární ligvální/žaludeční pankreatická (slinivka tenké střevo) lipoproteinová (stěna cévního endotelu) jaterní (na povrchu sinusoidů) Intracelulární hormon senzitivní (tukové buňky) kyselá (lyzosomy) 8

Trávení TG v tenkém střevě R C H 2 C CH C R prokolipasa (pankreas) H 2 C C R trypsin 2 H 2 pankreatická lipasa + kolipasa + tenzidy R C H 2 C CH H + 2 R-CH 2 R-C H 2 C H 2-MG (neiontový tenzid) anion FA (aniontový tenzid) směsné micely 9

Resorpce lipidů buňkami střevní sliznice Emulgované tukové kapénky ( 1 µm) Pankreatická lipasa + kolipasa Směsné micely (< 10 nm) Resorpce MK + 2-MG + fosfolipidů Resorpce ŽK (ileum) (duodenum a jejunum) 2-MG MK (> 12C) Karotenoid Cholesterol Sůl ŽK Fosfolipid 10

Tvorba chylomikronů AK apoprotein B-48 (apoprotein A-I) CHE MK (>12C) + 2-MG MK 12 C glycerol Portální žíla TG PL chylomikron Lymfatické cévy 11

Hydrolýza TG v krvi Jaterní lipasa štěpí TG v IDL LDL Lipoproteinová lipasa štěpí TG v chylomikronech a VLDL CH2-C-R R-C-CH CH2-C-R TG glycerol + 3 MK 12

dbourávání endogenních TG glukagon (při hypoglykemii) adrenalin/noradrenalin (při akutním stresu) glukokortikoidy (při chronickém stresu) Adipocyty + + Krev Játra, svaly, myokard mitochondrie TG HSL hormon-senzitivní lipasa TG + 3 H 2 glycerol + 3 MK MK albumin MK FABP FA-binding protein karnitin -oxidace acetyl-coa 13

dbourávání mastných kyselin Cytosol: aktivace MK vazbou na koenzym A (spotřeba 2 ATP) Transport aktivované MK do matrix mitochondrie (karnitin) -xidace acyl-coa (oxiduje se -uhlík) vznik acetyl-coa + NADH + FADH 2 14

Pro transport MK do mitochondrie je potřebný L-karnitin CH 3 H 3 C N CH 2 CH CH 2 CH 3 H * CH MK s krátkým řetězcem karnitin nevyžadují Endogenní vznik z Lys + Met (vitamin C) Doplněk stravy zlepšení fyzického výkonu, zhubnutí 15

Transport mastné kyseliny do mitochondrie mezimembránový prostor vnitřní mitoch. membrána matrix acyl-coa karnitin karnitin acyl-coa CoA KAT-I acyl-karnitin karnitin/acylkarnitin translokasa KAT-II acyl-karnitin CoA dvě formy karnitinacyltransferasy (karnitinpalmitoyltransferasy) 16

-xidace mastných kyselin v buňkách v matrix mitochondrie oxidace (2x) acyl-coa za odštěpení acetyl-coa současně redukce FAD a NAD + FADH 2 a NADH obecný mechanismus opakování čtyř reakcí dehydrogenace hydratace dehydrogenace odštěpení acetyl-coa 17

(1) Dehydrogenace acylu nasycený acyl-coa a R CH 2 CH 2 CH 2 C S CoA Vznik dvojné vazby v acyl-coa Vznik redukovaného kofaktoru FADH 2 FAD FADH 2 a, -nenasycený acyl-coa R CH 2 CH CH C S CoA 18

(2) Hydratace dvojné vazby a, -nenasycený acyl-coa R CH 2 CH CH C S CoA Vazba vody na dvojnou vazbu Vznik hydroxylovaného acylu H 2 -hydroxyacyl-coa R CH 2 CH CH 2 C H S CoA 19

(3) Dehydrogenace hydroxyacylu -hydroxyacyl-coa R CH 2 CH CH 2 C H S CoA xidace hydroxylu na oxo-skupinu Vznik redukovaného kofaktoru NADH NAD + NADH + H + -oxoacyl-coa R CH 2 C CH 2 C S CoA 20

(4) Thiolytické odštěpení acetyl-coa R CH 2 C CH 2 C S CoA dštěpení acetyl-coa Zkrácení acylu o 2 C H S CoA R CH 2 C H 3 C C CC S CoA S CoA acyl-coa (o dva C kratší) acetyl-coa 21

Energetický výtěžek oxidace palmitové kyseliny 7 β-oxidace Palmitoyl-CoA 8 acetyl-coa + 7 FADH 2 + 7 NADH CoA 2 ATP Palmitová kyselina (16 C) 8 12 A 7 2 ATP 131 ATP 7 3 ATP Celkem 131 2 = 129 ATP / palmitát Srovnej Glukosa pyruvát/laktát zisk 2 ATP Glukosa C 2 + H 2 zisk 36 38 ATP 22

dbourávání MK je významným zdrojem energie Kdy probíhá? Jestliže buňka potřebuje energii a nemá dost glukosy. v postresorpční fázi a při hladovění zejména ve svalech, myokardu a v játrech 23

Metabolismus MK v postresorpční fázi Játra C 2 +H 2 +energie TG ketolátky Chol Svaly, myokard C 2 +H 2 +energie Acetyl-CoA Acetyl-CoA β-oxidace MK MK MK β-oxidace albumin 1 mmol/l t 1/2 2 min 24

Ketolátky (ketonové) látky Acetacetát, 3-hydroxybutyrát - využitelné rozpustné tuky produkovány játry, aceton - odpadní produkt utilizovány pouze extrahepatálními tkáněmi syntéza se zvyšuje při hladovění, diabetu (kdy poměr glukagon/inzulin >>> 1) 25

Příčiny vzniku ketolátek Zvýšená mobilizace MK z tukové tkáně transport do jater zvýšená produkce acetyl-coa ( -oxidací) Proč? kapacita citrátového cyklu převýšena (resp. nedostatek oxalacetátu) syntéza ketolátek z jater vyloučeny do cirkulace 26

Vzájemný vztah mezi ketolátkami H H 3 C CH CH 2 C H - 2H + 2H H 3 C C CH 2 C H 3 C C CH 3 H - C 2 -hydroxymáselná kyselina acetoctová kyselina aceton Kyselina Acetoctová -Hydroxymáselná pk A 3,5 4,7 Dvě ketolátky jsou středně silné kyseliny Jejich zvýšená produkce spojena s ketoacidózou 27

Syntéza mastných kyselin z acetyl-coa Kde probíhá: hlavně játra, limitovaně adipocyty, laktující mléčná žláza (b.střevní sliznice) Kdy probíhá? je-li dostatek acetyl-coa, který není třeba metabolizovat na energii? po jídle, je-li dostatek glukosy, která je odbourávána na pyruvát acetyl-coa 28

Syntéza mastných kyselin z acetyl-coa probíhá v cytoplazmě buněk, je-li dostatek acetyl CoA zdroje acetyl-coa: - glykolýza - odbourání proteinů (ketogenní AK) acetyl-coa palmitát (16 C) postupné prodlužování řetězce o 2 C 8 Acetyl-CoA + 14 NADPH + 7 ATP palmitát 29

Elongace MK stearát (18 C) endoplazmatické retikulum malonyl-coa, NADPH mitochondrie - zvrat -oxidace Desaturace palmitát 16:0 palmitoleát 16:1 (9) stearát 18:0 oleát 18:1 (9) endoplazmatické retikulum 9, 6, 5 desaturasy (rostliny mají též 12, 15 desaturasy) 30

Polynenasycené MK (PUFA) Polynenasycené MK (n-3) a (n-6) jsou nezbytné pro výstavbu membrán a některé pro syntézu eikosanoidů Linolová (18:2, n-6) a linolenová (18:3, n-3) kyselina jsou pro člověka esenciální (protože chybí 12, 15 desaturasy) Zdrojem jsou rostlinné oleje a rybí tuk Arachidonová (20:4, n-6) a eikosapentaenová (20:5, n-3) kyselina jsou nezbytné pro syntézu eikosanoidů Deficit polynenasycených MK (n-3) a (n-6) u pokusných zvířat vyvolává poruchy permeability kůže, ztráty na váze, akumulace cholesterolu 31

Co značí n-3/ω 3 PUFA? α-linolenová kyselina 18:3 (ω 3) cis,cis,cis-oktadeka-9,12,15-trienová kyselina C 17 H 29 CH acidum linolenicum 18:3 (9,12,15) 9 cis 3 β 2 α 1 počet C počet C=C poloha C=C 12 cis 15 18 ω 3 n 3 cis ω n izolované C=C 32

becná struktura lipoproteinu Apoproteiny Fosfolipidy Apoproteiny Cholesterol neesterifikovaný Triacylglyceroly Estery cholesterolu jádro obal 33

Typy lipoproteinů TG 84% 54% PL CH Chylomikron CM VLDL Prot 45% 50% LDL HDL 34

Charakteristika lipoproteinů Třída Průměr (nm) Poločas přeměny Hlavní lipid CM 100 1000 ~5-15 min TG VLDL 30 90 ~2h TG IDL 25 35 ~2h TG/CHE LDL 20 75 ~2 4 dny CHE HDL 5 12 ~10 h PL/CHE srovnej s velikostí směsných micel ve střevě srovnej s poločasem přeměny volných MK v ECT

Apoproteiny proteinová složka lipoproteinů funkce: aktivátory a inhibitory enzymů interakce s receptory strukturní (transportní) 36

Metabolismus chylomikronů (CM) vznikají v enterocytech nesou TG, CH a lipofilní vitaminy přijaté potravou obsahují apo B-48, syntéza apo B-48 limituje tvorbu CM do krve vstupují přes ductus thoracicus 1 2 h po zahájení jídla v krevních kapilárách na CM působí lipoproteinová lipasa 37

Chylomikron v krvi krev lymfa apo B-48 Apo C E Apo B-48 Tuková, svalová tkáň LPL MK buňky střevní sliznice játra apoe receptor glycerol remnant 38

Metabolismus VLDL vznikají v hepatocytech transportují CH převážně přijatý potravou a TG syntetizované v játrech obsahují apo-b 100, malá množství Apo-A a Apo-C z HDL jsou na VLDL přenášeny apo E a apo CII v krevních kapilárách působí na VLDL LPL VLDL se postupně mění na IDL IDL jsou buď vychytány játry nebo přeměněny na LDL 39

Přeměny VLDL přehled nascentní VLDL játra Apo B-100 VLDL Apo C-II Apo E HDL LPL Tkáně MK Glycerol CH LDL IDL CHE CHE HDL 40

Role HDL v metabolismu reverzní transport cholesterolu HDL přejímají cholesterol z periferních tkání a zprostředkují jeho transport do jater existuje několik typů HDL liší se velikostí, tvarem, obsahem lipidů a apoproteinů mají i různé funkce hlavní subfrakce dle denzity: HDL2, HDL3 HDL podléhají v cirkulaci přeměnám (remodelace HDL) 41

Cholesterol 17 1 27 H 3 5 Význam 5-cholesten-3 -ol nezbytná komponenta membrán zdroj pro syntézu žlučových kyselin, steroidů, vitaminu D 3 Zdroje příjem potravou (žloutek, živočišné tuky, tučné maso, tučné mléčné výrobky, majonéza) biosyntéza 42

Biosyntéza cholesterolu kde v těle: obecně většina buněk, hlavně játra, kůra nadledvin, enterocyty, gonády. kde v buňce: cytoplazma, některé enzymy na povrchu ER z čeho: acetyl-coa bilance syntézy: 18 acetyl-coa, 36 ATP, 16 NADPH 43

1. Fáze syntézy cholesterolu - syntéza HMG-CoA ER 3 Acetyl-CoA 3-Hydroxy-3-methyl-glutaryl-CoA H - 3 1 C-CH2-C-CH2-C-CoA CH3 HMG-CoA 44

Syntéza mevalonátu určuje rychlost syntézy cholesterolu 2 NADPH H - C-CH2-C-CH2-C-CoA 2 NADP + H - C-CH2-C-CH2-CH2H CH3 3-HMG-CoA reduktasa CH3 HMG-CoA membrána ER je vysoce regulován je cílem působení farmak kompetitivní inhibice statiny Mevalonát 45

Dokončení syntézy cholesterolu Mevalonát CH 2 CH 2 Skvalen (30 C) (isopren) cyklizace Skvalen (terpen) H 46 Cholesterol (27 C)

Esterifikace cholesterolu Cholesterol + acylcoa C Vyšší hydrofobicita nejčastěji linolová a α-linolenová kyselina 47

Hladina cholesterolu v krvi Doporučená hodnota celkového cholesterolu < 5 mmol/l Při nálezu > 5 mmol/l je třeba provést vyšetření metabolismu lipidů LDL-cholesterol = zlý cholesterol HDL-cholesterol = hodný cholesterol Při zjištění vyšší hladiny cholesterolu v krvi je sledováno jeho zastoupení v LDL a HDL frakci : Vysoká hladina (> 1,0 mmol/l) HDL cholesterolu prognosticky příznivý faktor 48

dbourávání cholesterolu cholesterol nemůže být v organismu odbourán na C 2 a H 2 pouze játra jsou schopna eliminovat cholesterol - přeměnou na žlučové kyseliny (~0,5 g/d) a jejich exkrecí stolicí (~0,5 g/d) - vylučováním cholesterolu do žluče a jeho exkrecí stolicí (~0,8 g/den) nepatrný podíl cholesterolu je přeměňován na steroidní hormony malé množství cholesterolu se vylučuje kožním/ušním mazem, odloučeným střevním epitelem 49

Bilance cholesterolu za 24 h PTRAVA BISYNTÉZA 80 500 mg 800 1000 mg Pool cholesterolu Cholesterol (žluč) 800 mg Žlučové kyseliny (primární) 500 mg Steroidní hormony, maz, střevní epitel 200 mg 1000 1500 mg/den je vylučováno 50

Přeměna cholesterolu na žlučové kyseliny JÁTRA 1. reakce - hydroxylace v poloze 7 - určuje rychlost tvorby žluč. kys. H 7-α-hydroxylasa (P450) NADPH H 7 H probíhá v ER 51

Primární žlučové kyseliny 24 C C - H 12 C - H 7 H H 7 H chenodeoxycholát cholát pk A 6 pk A 6 Velmi slabé kyseliny Disociované z cca 90 % 52

Konjugované žlučové kyseliny H C taurin NH S 3 - H C glycin NH C - H H H H taurocholová glykocholová pk A 2 pk A 4 Konjugace snižuje hodnoty pk A zvyšuje disociaci kyselin detergenční účinnost 53