Лабораторно-практическое занятие №14
Тема: Строение, классификация, переваривание липидов. Катаболизм триацилглицеролов и жирных кислот. Судьба глицерола. Энергетическая ценность окисления высших жирных кислот и нейтральных жиров.
Цель: Изучить переваривание, всасывание и транспорт липидов в организме, окисление продуктов расщепления нейтральных жиров, сопряжение этих реакций с процессами тканевого дыхания и окислительного фосфорилирования, научиться проведению расчётов энергетической ценности b-окисления и полного окисления высших карбоновых кислот и триацилглицеролов.
Значение: Под названием липидыобъединяют большую и относительно разнородную группу веществ, содержащихся в животных и растительных тканях, легко растворимых в малополярных органических растворителях и плохо растворимых в воде.
Липиды являются основными структурными компонентами биологических мембран, а также служат формой запасания и транспорта «биологического топлива». Окислительное расщепление запасных жиров — универсальный биохимический процесс, поставляющий энергию, необходимую для жизнедеятельности. Жиры обеспечивают также теплоизоляцию организма и выполняют амортизационную функцию, скапливаясь в подкожном слое и вокруг некоторых органов. Неполярные липиды служат электроизоляторами для нервных волокон. Важная роль принадлежит липидам клеточных и органоидных мембран. Они вместе с белками образуют бимолекулярный слой, который регулирует обмен веществ в клетках, определяя проницаемость для ионов, неэлектролитов и воды. Комплексы липидов с белками (липопротеины) служат средством транспортировки липидов в токе крови. Знание биохимии липидов необходимо для понимания многих областей современной медицины, например, проблем ожирения и атеросклероза. В этой связи важное значение имеет изучение роли различных полиненасыщенных жирных кислот в рациональном питании и поддержании здоровья.
Исходный уровень:
1. Классификация липидов.
2. Строение высших жирных кислот (ВЖК), триацилглицеролов (ТАГ), фосфолипидов (ФЛ), гликолипидов (ГЛ), стероидов, их роль в организме.
3. Свойства нейтральных жиров: способность к гидролизу в кислой и щелочной средах; реакция гидрогенизации.
4. Строение и функции желудочно-кишечного тракта, печени, поджелудочной железы, жировой ткани.
5. Гликолиз: роль, метаболиты.
6. Классификация и номенклатура ферментов.
7. Общие пути катаболизма биополимеров. Судьба пирувата и ацетилКоА.
8. Биологическое окисление и окислительное фосфорилирование.
Вопросы для самоподготовки
1. Содержание липидов в различных продуктах питания. Калорийность и биологическая ценность твёрдых и жидких жиров.
2. Переваривание ТАГ И ФЛ в желудочно-кишечном тракте. Роль жёлчи в переваривании липидов. Строение жёлчных кислот. Липолитические ферменты, их происхождение и активация.
3. Особенности переваривания жиров у новорожденных и детей раннего возраста.
4. Всасывание продуктов гидролиза липидов. Образование холеиновых комплексов и их роль в этом процессе.
5. Ресинтез жиров в стенке кишечника.
6. Транспорт липидов в организме. Транспортные формы липидов в крови — хиломикроны (ХМ), липопротеины очень низкой плотности (ЛПОНП), промежуточной плотности (ЛППП), низкой плотности (ЛПНП), и высокой плотности (ЛПВП). Роль печени в синтезе липидов и образовании липопротеинов.
7. Жировые депо организма, их функции.
8. Мобилизация триацилглицеролов из жировых депо. Локализация и роль фермента липопротеинлипазы. Поступление продуктов гидролиза жира в клетку.
9. Обмен глицерола: вероятные механизмы его образования и пути использования в организме.
10. Транспорт ВЖК через мембрану митохондрий. Строение и роль карнитина.
11. Процесс b-окисления высших карбоновых кислот, его локализация. Ферменты, принимающие участие в реакциях окисления. Витамины, входящие в состав коферментов. Энергетическая ценность b-окисления.
12. Конечные продукты окислительного распада карбоновых кислот с четным числом атомов углерода, их утилизация в организме. Энергетическая ценность полного окисления молекул высших жирных кислот.
13. Особенности окисления ненасыщенных ВЖК и карбоновых кислот с нечётным числом атомов углерода в молекуле.
14. Особенности метаболизма липидов в жировой ткани.
Литература
Основная
1. Лекции «Классификация, особенности строения и переваривания липидов. Пути утилизации глицерола. Бета-окисление ВЖК с четным и нечетным количеством атомов углерода»
2. Биологическая химия : Учебник / Е.С. Северин, Т.Л. Алейникова, Е.В. Осипов, С.А. Силаева. – М. : ООО «Медицинское информационное агентство», 2008. – С. 201 – 209; 219 - 224.
3. Николаев А.Я. Биологическая химия. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицинское информационное агентство, 2004. – С. 287-297; 297-308 .
4. Березов Т.Т., Коровкин Б.Ф. Биологическая химия: Учебник. – 3-е изд., перераб. и доп. – М.: Медицина, 1998. – С. 188-194; 363-379..
5.Ситуационные задачи по биохимии: Учебное пособие для студентов лечебного и педиатрического факультетов // Никитина Л.П., Гомбоева А.Ц., Соловьева Н.В. и др. – 2-е изд., испр. и доп. - Чита, 2003. – С.13-14.
Дополнительная
1. Биохимия / Под ред. Е.С.Северина – М., ГЭОТАР-МЕД, 2005 (2003). – С. 370-399.
2. Биологическая химия: Учебное пособие для студ. высших учебн. заведений / Под ред. Н.И.Ковалевской. – М.: Издательский центр «Академия», 2005. – С. 207-214.
3. Биохимия. Краткий курс с упражнениями и задачами / Под ред. член-корр. Е.С.Северина, А.Я.Николаева. – М.: ГЭОТАР-МЕД, 2001. – С. 391-395.
4. Биохимия. Тесты и задачи: Учеб. пособие для студентов мед. вузов / Под ред. Е.С.Северина. – 2-е изд., перераб. – М.: ВЕДИ, 2005. – С.187-193.
5. Биохимия (в вопросах и ответах): Учеб. пособие для студентов мед. вузов. – М.: ВЕДИ, 2005. – С.58-64.
6. Щербак И.Г. Биохимия: Учебник. – СПб.: СПбГМУ, 2005. – С.238-250.
7. Характеристика липидного состава диеты и потребности в липидах детей разного возраста. Бурая жировая ткань. Отличительные черты переваривания и всасывания липидов в постнатальном периоде. Резистентность и склонность к кетозу у детей (Методичка для самостоятельной работы).
Лабораторная работа
14.1. Качественные реакции на жёлчные кислоты (реакция Петтенкофера).
В переваривании липидов и всасывании продуктов их гидролиза, а также липовитаминов большая роль принадлежит солям жёлчных кислот, функционирование которых нарушается при заболеваниях печени и жёлчевыводящих путей.
Жёлчные кислоты дают пурпурное окрашивание с оксиметилфурфуролом. Последний образуется из фруктозы, входящей в состав сахарозы, в присутствии концентрированной серной кислоты.
Ход определения
На сухое предметное стекло, помещенное на лист белой бумаги, нанесите одну каплю разведённой в два раза водой жёлчи и одну каплю 20% раствора сахарозы, смешайте стеклянной палочкой. Рядом нанесите три капли концентрированной серной кислоты так, чтобы капли сливались со смесью сахарозы и жёлчи. Через некоторое время в месте слияния капель развивается красноватая окраска, переходящая при стоянии в красно - фиолетовую.