Chương II: Sự biến dưỡng Lipid pdf

Sự tổng hợp lipid trong mơ bào động vật 5.. CÁC NHÓM LIPID TRONG MÔ BÀO VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG TRIGLYCERIDE : dầu, mỡ tự nhiên Ester của glycerol với 3 acid béo... - Điều kiện : Mỡ đượcnh

CHƯƠNG III

SỰ BIẾN DƯỠNG LIPID

1 Vai trị của lipid

2 Sự tiêu hĩa và hấp thu lipid

3 Sự oxy hĩa triacylglycerol (triglyceride)

4 Sự tổng hợp lipid trong mơ bào động vật

5 Sự biến dưỡng các acid béo khơng no thiết yếu

6 Sự biến dưỡng ở mơ mỡ

7 Vai trị của mơ mỡ nâu trong sinh nhiệt

8 Biến dưỡng của lipoprotein huyết tương

1 CÁC NHÓM LIPID TRONG MÔ BÀO VÀ VAI TRÒ CỦA CHÚNG

TRIGLYCERIDE : dầu, mỡ tự nhiên Ester của glycerol với 3 acid béo

Vai trò: Dự trữ năng lượng oxy hóa cung cấp20 – 30%nhu cầu NL của cơ thể

CH2-O – CO - R1

CH –O – CO - R2

CH2-O –CO - R3

Triacylglycerol

3

CH3-(CH2)7 CH

3-(CH2)7

H Acid oleic (dạng cis) Acid oleic (dạng trans)

Các acid thường gặp trong dầu mỡ tự nhiên :

C16 : palmitic(C16, no), palmitoleic(C16:1∆9)

C18 : stearic(C18, no),oleic(C18:1∆9)

CH18 3-(CH2)7-CH =CH-(CH9 2)3-CH2-CH2-CH3,ββββ2-CH2,αα2-COOH1

4

CÁC RƯỢU

CH2- OH CH- OH CH3-(CH2)12-CH=CH-CH-CH-CH2OH

CH-CH2-CH2-CH2-CH

CH3

CH3

CH3

HO 1

17

9 10 12 18

19

27

Cholesterol

C16H33OH Rượu cetylic

PHOSPHOLIPID

Glycerophospholipid: Glycerol + 2 acid béo + H2PO3

- Serine phosphatide (serine)

- Cephalin (cholamine) →Thromboplastin – đông

máu - Leucithine (choline)

Nói chung phosphatide là hợp phần quan trọng của

màng tế bàovà các loạimàng sinh học khác

Sphingophospholipid: rượu amin sphingosine +

+ acid béo + gốc phosphate -H2PO3

CÁC PHOSPHOLIPID GLYCEROPHOSPHOLIPID

OH

CH2-O – CO - R1

CH –O – CO - R2

CH2-O- P=O

OH

O-CH2-CH2-NH2

CH2-O – CO – R1

CH –O – CO - R2

CH2-O- P=O

OH

O-CH2-CH2-N

CH2-O – CO – R1

CH –O – CO - R2

CH2-O- P=O CH3

CH3

CH3

Cephaline Serine

phosphatide

Lecithine

OH (Serine) (Colamine)

(Choline)

7

STEROID:

Ester củarượu đa vòng sterol với acid béo

 Động vật :cholesterol (C27) cho nhiều dẫn xuất

quan trọng như :

→7 dehydrocholesterol tia tử ngoại vitamin D3

→Các acid mật

→Các hormone sinh dục đực và cái

 Thực vật : Ergosterol (C28, nối đôi C22= C23) →

vitamin D2

Nguồn gốc lipidtrong cơ thể động vật : từthức ănvà

CH3

CH3

HO 1

17

9 10 12 18

19

21 20

CH3

O 1

17

9 10 12 18

19

21 20

22 23

25 24

Cholesterol (C)

Cholesterol ester (CE)

R – C

O

2 TIÊU HÓA MỠ

-Chủ yếu xẩy ra ởruột non

- Điều kiện :

Mỡ đượcnhũ hóa(0,5 – 20 µµµµm)

Enzyme lipase hoạt hóa

-Triglyceride βMono glyceride

Glycerol + Acid béo

hạt mỡ 0,5 µmcó thể hấp thu được Lipase

Tác động của acid mật, muối mật

10

CH3

CH3

12 CO– NH-CH2-CH2-SO3H HO

OH

Taurine

CH3

CH3

12 CO– NH-CH2-COOH HO

OH

Glycine

Taurocholic acid

Glycocholic acid

11

HẤP THU

 Glycerol-> thẩm thấu khuyếch tánvào t/b niêm

mạc ruột

 Acid béokết hợp vớiacid mật thành hợp chất hòa

tan (acid choleic)để đi vào tế bàoniêm mạc ruột

Ở đó chúng lại tách ra

 Một phầnglycerol, các acid béo ngắnhấp thu qua

đường tĩnh mạch của vào gan, rồi mới vào hệ tuần

hoàn

12

Ở t/b niêm mạc ruột glycerol ester hĩa trở lại với các AB theo hướng tạo thàhtriglycerid mới đặc trưng của cơ thể

Triglycerid, cholesterol, phospholipid hình thành ở võng nội chất củatế bào biểu mô

- đi vàoống lâm ba của nhung mao,

-tập trung đổ vàoống lâm ba ngực,

-đi vàotĩnh mạch dưới xương đòn gánh

-về tim, vận chuyển trong máu dưới dạng

lipoproteinhịatan,đi đến các mơ mỡ dự trữ

Hấp thu Tế bào niêm mạc ruột

Ống ruột

PL

C

β MG

AB

Glycerol

TG

ABMN

CE

PL C AB

β MG Glycerol ABMN

TG CE

Apoprotein Hạt mỡ VLDL

Bạch huyết Máu

TM cửa GAN

AB-alb

3 SỰ OXY HÓA ACID BÉO 3.1 SỰ ββββ - OXY HÓA ACID BÉO

-Ganlà cơ quan chủ yếu thực hiện oxy hóa mỡ

- Sự oxy hóa mỡ ởmô mỡ nâuchủ yếu để sinh nhiệt (động vật sơ sinh, động vật ngủ đông)

- Sự oxy hóa acid béo xảy ra ở phầnkhuôn ty thể

- Các acid béo được oxy hóa thường là acid béo

no, có mạch C chẵn

15

MỤC ĐÍCH của sự ββββ oxy hoá acid béo :

- oxy hóa acid béo → đưa các cặp H vào chuỗi HH → ATP

- Cắt acid béo thành từng đơn vị C2 – acetyl CoA → vào CT

(CH3)3 – N+- CH2– CH – CH2– COO

-O

CÁC PHẢN ỨNG β -OXY HÓA

(1)Pư hoạt hóa acid béo→Acyl CoAnhờ sự xúc tác của thiokinase (acyl CoA synthetase), CoAvàATP Quá trình xẩy ra ở màng ngoài ty thể

Acyl CoA được vận chuyển vào matrix ty thể nhờ sự giúp đỡ của carnitine :

C – R O Gắn acid béo

Hình 3.4 : Sự hoạt hóa & vận chuyển acid béo vào matrix ty lạp

Hình 3.5 : Các phản ứng ββββ-oxy hóa acid béo

(2) Oxy hóa lần I

(3) Hydrate hóa (4) Oxy hóa lần II

(5) Cắt 2C

(n-2) Acetyl CoA

3.2 SỰ OXY HÓA CÁC ACID BÉO KHÔNG NO Thí dụ : oxy hóa acid oleic

- Sau 3 vòng ββββ oxy hóa như bình thường→ còn acid C12 : 3,4 cis→2,3 trans → tiếp tục oxy hóa :

CH3- (CH2)7 - C = C - CH2– COOH

H H

H

CH3– (CH2)7– CH2– C = C – COOH

H

12 4 3 2 1

2 3 Epimerase

SỰ OXY HOÁ CÁC ACID BÉO CÓ MẠCH C LẺ

22

3.3 SỰ VẬN CHUYỂN ACETYL CoA TỪ GAN -> CƠ

- Ở gan :

2 Acetyl CoA + H2O Acetoacetate + 2 CoA + H+ -Ở cơ :

CoA transferase Acetoacetae+SuccinylCoA Ac.acetylCoA+Succinate

Thioforase Acetoacetyl CoA 2Acetyl CoA

CoA.SH

23

3.4 SỰ THÀNH LẬP CÁC THỂ KETONE (H.3.15)

24

Sự thành lập và biến dưỡng các thể ketone ở gan và cơ

4 SỰ TỔNG HỢP LIPID

MỤC ĐÍCH : B/đ glucose → mỡ để dự trữ năng lượng

Glucose→Dihydroxyacetone P→Pyruvate→Acetyl CoA

NADH+H+ NAD+

Phosphatidic acid

Acyl CoA Pi

4.1 SỰ TỔNG HỢP ACID BÉO TRÊN MULTYENZYME Ở TẾ BÀO CHẤT

- Acid béo có thể được tổng hợp trong ty thể nhờ hệ thống enzyme β- β oxy hóa theo các phản ứng đi ngượcβ - β

oxy hóa, Qúa trình xẩy ra khi mô bào nghèo O2, không quan trọng

- Sự tổng hợp acid béo chủ yếu xảy ra trên hệ thống multyenzyme ở TBC, gồm 6 Egắn trên protein mang ACP (acyl carrier protein)

(P: peripheral) (C : celtral)

SHP

SHC

ACP

E

29 30

Hình 3.10 : CÁC PHẢN ỨNG TỔNG HỢP ACID BÉO

3 4

5 6

31

ACP

E

SHP

SHC

CH3–CO∼SCoA + Acetyl transacylase

ACP

E

SP

SHC

(1) Phản ứng 1: thành lậpACETYL-ACP: P/tử acetyl

CoA thứ nhất gắn vào SHC-ACP, sau đó chuyển ra SHP

-ACP, với sự xúc tác củaAcetyl transacylase:

Acetyl-ACP

Lưu ý : chỉ có pt acetyl-CoA đầu tiên không qua

giai đoạn malonyl hóa

CoASH

32

CH3–CO∼SCoA + CO2Carbocylase

ACP

E

SP

SHC

CH3–CO∼

(2) Phản ứng 2: thành lậpMALONYL-ACP: P/tử acetyl CoA thứ hai trải qua giai đoạn thành lập malonyl-CoA, sau đó gắn vào SHC-ACP, enzyme xúc tác malonyl

Acetyl- malonyl-ACP

ATP ADP+PiCOO-CHMalonyl-CoA2–CO∼SCoA

ACP

E

SP

SC

Malonyl trans acylase

Acetyl- malonyl-ACP

ACP

E

SP

SC

COO-CH2–CO∼

(3) Phản ứng thành lậpACETO ACETYL-CoA:

Aceto acetyl -ACP

ACP

E

SHP

SC

CO2

34

Butyryl -ACP

ACP

E

SHP

SC

Vòng II :

ACP

E

SP

SC

Malonyl -CoA

35

-Vòng 1 : BYTYRYL -ACP (C4)

- Vòng 2 : CAPRONYL-ACP (C6)

- Vòng 3 : CAPRILYL-ACP (C8)

- Vòng 4 : CAPRYL-ACP (C10)

- Vòng 5 : LAURYL-ACP (C12)

- Vòbg 6 : MIRISTYL-ACP (C14)

- Vòng 7 : PALMITYL-ACP (C16)

Trên multyenzyme ở TBC chỉ tổng hợp đến

C16 palmitic acid Qúa trìnhkéo dài thêm mạch Cvà

tổng hợp acid béo không no được thực hiện ởty thể

KÉO DÀI MẠCH CARBON CỦA ACID BÉO -Ở lưới nội chất :

PALMITIC ACID + MALONYL CoA → STEARIC A

-Ở ty thể : PALMITIC ACID + ACETYL CoA → STEARIC A

TỔNG HỢP ACID BÉO KHÔNG NO Sự thành lập acid béo không bão hòa được thực hiện ở lưới nội bào bởi các enzyme terminal desaturases, ở động vật hữu nhũ có 4 loại là∆9 -, ∆6 -, ∆5 –và∆4 -fatty acyl-CoA desaturases, đây là các enzyme chứa sắt không heme, xúc tác p ư :

H H O

CH3-(CH2)x-C – C-(CH2)y-C-SCoA + NADH+H++ O2

H H

O

CH3-(CH2)x-C= C-(CH2)y-C-SCoA + 2H2O+ NAD+

H H

fatty acyl-CoA desaturases

- Desaturase

4.2 TỔNG HỢP TRIGLYCERIDE

Glycero 3-P kết hợp 2 acid béo→ acid phosphatidic, là sản phẩm trung gian quan trọng để tổng hợptriglyceride và cảcác phosphatide

2 R-C∼S.CoA +

O

CH2-O- CO-R1

R2-CO -O-CH

CH2-O-P

CH2OH HO-CH

CH2-O-P

Glycero 3-P acyl transferase

- 2 CoASH

39

CH2-O- CO-R1

R2-CO -O-CH

CH2-O-P

Phosphatase

- Pi

Acid phosphatidic

R3-C∼S.CoA O

CH2-O- CO-R1

R2-CO -O-CH

CH2-O- CO-R3

Diacyl glycerol transferase

- CoASH TRIGLYCERIDE

CH2-O- CO-R1

R2-CO -O-CH

CH2-OH

Diacyl glycerol

40

5 BD CÁC ACID BÉO KHÔNG NO THIẾT YẾU

Được tổng hợp ở thực vật

LINOLEIC ACID (C18:2∆9,12) → ωω 6 (9,12 octadeca dienoic acid)

 LINOLENIC ACID (C18:3∆9,12,15) → ωω3 (6,9,12 octadeca trienoic acid)

 ARACHIDONIC ACID (C20:4∆5,8,11,14) → AA (5,8,11,14 eicosa tetraenoic acid) ->prostaglandin

 DHA : DECOSA HEXAENOIC ACID (DX từ ω ω3)

EPA : 5,8,11,14,17 EICOSA PENTAENOIC ACID

• Sinh tổng hợp acid béo nhiều nối đơi khơng xẩy ra ở

tế bào vi sinh vật, đặc biệt xẩy ra nhiều ở thực vật

• Trong cơ thể động vật các liên kết đôi được tạo

thành theo những nguyên tắc sau :

• - LK đôi đầu tiên luôn luôn được tạo ở C thứ 9

• - LK đôi kế tiếp được tạo giữa LK đôi trước và

nhóm COOH và cách LK đôi trước 3C (từ∆9có thể

tạo∆6, chứ không thể tạo∆12)

42

 Các acid béo không no nhiều LK đôi trong cơ thể động vật đều có nguồn gốc từ 4 tiền chất :

-PalmitooleicC16∆9→tạo nhóm Cω-7

-Oleic C18∆9→tạo nhóm Cω-9

-Linoleic C18∆9,12→tạo nhóm Cω-6

-LinolenicC18∆9,12,15→tạo nhóm Cω-3

 Acid linoleic và linolenic cơ thể động vật không tổng hợp được, phải lấy từ thức ăn vào, do đó gọi là acid béo thiết yếu (hay vitamin F)

43

SỰ TẠO THÀNH PROSTAGLANDIN

PALMITATE

C16

Palmitooleate

C16∆9

Stearate C18 Acid béo bão

hòa dài hơn

Vacemate

C18∆11

+ C2

Kéo dài OleateC18∆9

LinoleateC18∆9,12

Khử bão hòa

Xẩy ra ở thực vật (không xẩy ra ở đv có xương sống)

44

LinoleateC18∆9,12

α Linolenate

C18∆9,12,15

γ Linoleate

C18∆6,9,12

EicosatrienoateC20∆8,11,14

Prostaglandin G2, E2, F2α

Acid béo nhiều liên kết đôi

Thực vật Động vật, người

Kéo dài và khử bão hòa

+ C2

- 2H ArachidonateC20∆5,8,11,14

(Eicosa tetraenoat) Prostaglandin G1

Hình 3.11 : Công thức cấu tạo của một số prostaglandin 46

6 SỰ BIẾN DƯỠNG Ở MÔ MỠ(hình 3.12 )

47

7 LIPOPROTEIN HUYẾT TƯƠNG

Vai trò : Tham gia vận chuyển và biến dưỡng lipid

Chylomicron :Các hạt mỡ nhỏ thấm qua thành ruột

VLDL(very low density lipoprotein) -β

β-pre-lipoprotein.Một phần từ TA, một phần mỡ do gan t/h

LDL(low density lipoprotein)-β-lipoproteinβ : v/c 50%

cholesterol để hình thành xơ vữa động mạch→ không

tốt cho cơ thể

HDL(hight density lipoprotein)-αα -lipoprotein, v/c

20% cholesterol về gan để ch/ hóa→ có lợi cho cơ thể

8 ĐIỀU HÒA BIẾN DƯỠNG CHẤT BÉO

BD chất béo liên quan mật thiết với biến dưỡng glucose

50

Các hormone tăng phân hủy mô mỡ : Adrenalin, noradrenalin, glucagon, ACTH, TSH, GH

→ hoạt hóa adenyl cyclase→ b/đ ATP → cAMP →

hoạt hóalipase cảm ứng hormonecủa mô mỡ→ tăng phân giải mô mỡ

Các hormone ức chế phân giải mô mỡ : Insulin, PGE1 và nicotinic acid

- Insulin ức chế adenyl cyclase→ giảm cAMP→

không hoạt hóa lipase mô mỡ Insulin còn có vai trò tăng cường tổng hợp mô mỡ

- PGE1 và nicotinic acid : hoạt hóa phosphodiesterase tăng phân hủy cAMP→ AMP

RỐI LOẠN BIẾN DƯỠNG CHẤT BÉO

Chứng gan béo; do thiếu phosphatide→ giảm sự ββββ oxy hóa AB, mỡ tích lại ở gan → cần bổ sung vào khẩu phần các chất tiêu mỡ : methionine, choline, serine …

Chứng ketosis: do ketone huyết→ toan huyết, liên quan với chứng cao đường huyết Hậu qủa : mất cân bằng acid-base máu, mất một số cation đệm, mất chất kiềm→ tình trạng ketoacidosis Thường gặp ở bò sữa cao sản

Chứng xơ vữa mạch máu→ liên quan với LDL và cholesterol

Chứng sỏi mật, sỏi bàng quang→ cholesterol và bilirubin