Глава 6. Биосинтез липидов и их компонентов.

   Липиды синтезируются в животном организме, но для синтеза этих липидов обязательно поступление в организм полиненасыщенных жирных кислот (эссенциальные жирные кислоты). Большинство этих кислот в организме не синтезируются, должны поступать с пищей и называются витамином F (от англ. Fat – жир) – на их долю в диете должно приходится 1-2% от общей потребности в калориях (4-8г/сут). К полиненасыщенным жирным кислотам относятся линолевая, линоленовая, арахидоновая, тимиодоновая кислота. Линолевая кислота составляет 10% в адипоцитах и до 13% в крови. В фосфолипидах ее содержание 30%, в кардиолипинах 80%. Огромное значение этой кислоты в том, что она этерифицирует более половины всех эфиров холестерина. При наличии этой кислоты остальные полиненасыщенные жирные кислоты могут возникать из линолевой кислоты в организме. Полиненасыщенные жирные кислоты содержатся в растительных маслах – особенно много в конопляном (линолевая кислота) и льняном (линоленовая кислота). В подсолнечном, кукурузном и хлопковом маслах нет линоленовой кислоты. В какосовом нет линолевой. Арахидоновая кислота находится в животных продуктах – печени, рыбе, свином сале. Может образовываться из линолевой в печени. Тимиодоновая кислота содержится в морепродуктах животного происхождения, особенно в рыбьем жире.

Значение полиненасыщенных жирных кислот:

- входят в состав фосфолипидов мембран и поддерживают агрегатное состояние липидного слоя мембран;

- соединяясь с холестерином, придают этому веществу новые качества – холестерин становится более растворимым, более реакционноспособным, поэтому такой холестерин не накапливается на стенках сосудов (антиатерогенное действие).

Арахидоновая кислота может образоваться в организме из линолевой и поэтому не является незаменимой в полном смысле слова, но ее образование недостаточно, поэтому она должна поступать с пищей. Эта кислота является источником простагландинов (Pg). Pg – гормоноиды, участвуют во многих метаболических процессах в организме.

Полиненасыщенные жирные кислоты являются источниками простациклинов, таким образом препятствуя тромбообразованию, выполняя антикоагулянтную и антиагрегантную роль; предотвращают развитие дерматитов; повышают устойчивость организма к инфекциям.

В сутки в организм поступает 80-100 г липидов.Холестерина поступает около 500 мг в сутки, из этого количества всасывается только 30%, остальная часть выделяется с каловыми массами.

При недостаточном поступлении липидов извне организм способен частично ликвидировать дефицит липидных компонентов путем их биосинтеза. Так, некоторые предельные кислоты могут быть синтезированы в организме ферментативным путем. Приведенная ниже схема отражает суммарный итог процесса образования пальмитиновой кислоты из уксусной:

CH₃COOH + 7HOOC - CH₂- COOH + 28[H]

C₁₅H₃₁COOH + 7CO₂ + 14H₂O

Этот процесс осуществляется при помощи кофермента А, который превращает кислоты в тиоэфиры и активирует их участие в реакциях нуклеофильного замещения:

Подробнее механизм этого процесса описан в приложении 5.

Некоторые ненасыщенные кислоты (например, олеиновая и пальмитолеиновая) могут синтезироваться в организме человека путем дегидрирования насыщенных кислот. Линолевая и линоленовая кислоты не синтезируются в организме человека и поступают только извне. Основным источником этих кислот служит растительная пища. Линолевая кислота служит источником для биосинтеза арахидоновой кислоты.

Она является одной из важнейших кислот, входящих в состав фосфолипидов.

Для построения фосфолипидов организму также требуются спирты. Некоторые из них, например, холин и инозит, организм человека способен синтезировать в значительных количествах.

Триацилглицерины и фосфатидовые кислоты синтезируются на основе глицеро-3-фосфата, который образуется из глицерина путем его переэтерификации с АТФ. Далее глицеро-3-фосфат реагирует с двумя молекулами ацил-КоА, образуя фосфатидовые кислоты, которые затем под действием фермента фосфатазы отщепляют остаток фосфата. Высвободившийсядиглицерид реагирует с третьей молекулой ацил-КоА, образуя триглицерид. Биосинтез триацилглицеринов представлен на схеме 1.

Схема 1. Биосинтез триацилглицеринов.

Пероксидное окисление.

Процесс окисления липидов во многом аналогичен окислению углеводородов и протекает по свободно-радикальному механизму.

Первичными продуктами окисления являются гидропероксиды:

где R- углеводородный радикал липида.

Дальнейший распад гидропероксидов, которые являются крайне неустойчивыми соединениями, сопровождается образованием альдегидов и карбоновых кислот с укороченной цепью.

В организме человека пероксидное окисление липидов инициируется радикалами  и  или пероксидом водорода H₂O₂. Их количество резко возрастает при поглощении дозы ионизирующего излучения. Свободно-радикальной атаке подвергается метиленовая группа, находящаяся по соседству с двойной связью углеводородного фрагмента кислотного остатка. Региоселективность этого процесса объясняется образованием радикала аллильного типа, который стабилизирован сопряжением неспаренного электрона с p-электронами двойной связи. Конечными продуктами окисления являются органические кислоты с укороченной цепью (Схема 2). Они имеют неприятный запах пота или прогорклого масла.

Пероксидное окисление липидов является одним из наиболее важных окислительных процессов в организме человека и является основной причиной повреждения клеточных мембран.