უმაღლესი ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვა. ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვის დარღვევა ცხიმოვანი მჟავების ბეტა ჟანგვის ფერმენტები

2.1. ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვა უჯრედებში

უმაღლესი ცხიმოვანი მჟავები უჯრედებში შეიძლება დაჟანგდეს სამი გზით:

ა) ა-ჟანგვის გზით,

ბ) ბ-დაჟანგვით,

გ) w-დაჟანგვით.

უმაღლესი ცხიმოვანი მჟავების a- და w- დაჟანგვის პროცესები ხდება უჯრედის მიკროსომებში მონოოქსიგენაზას ფერმენტების მონაწილეობით და ძირითადად პლასტიკურ ფუნქციას ასრულებს - ამ პროცესების დროს ხდება ჰიდროქსი მჟავების, კეტო მჟავების და მჟავების სინთეზი ნახშირბადის უცნაური რაოდენობით. ჩნდება უჯრედებისთვის აუცილებელი ატომები. ამრიგად, ა-ჟანგვის დროს ცხიმოვანი მჟავა შეიძლება შემცირდეს ერთი ნახშირბადის ატომით, რითაც გადაიქცევა მჟავად კენტი რაოდენობის „C“ ატომებით, მოცემული სქემის მიხედვით:

2.1.1. b-უმაღლესი ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვა უმაღლესი ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვის მთავარი მეთოდი, ყოველ შემთხვევაში, უჯრედში დაჟანგული ამ კლასის ნაერთების საერთო რაოდენობასთან მიმართებაში, არის b- დაჟანგვის პროცესი, რომელიც აღმოაჩინა კნუპმა ჯერ კიდევ 1904 წელს. ეს პროცესი შეიძლება განისაზღვროს, როგორც უმაღლესი ცხიმოვანი მჟავების, ცხიმოვანი მჟავების ეტაპობრივი ჟანგვითი დაშლის პროცესი, რომლის დროსაც ხდება ორი ნახშირბადის ფრაგმენტების თანმიმდევრული გაყოფა აცეტილ-CoA-ს სახით გააქტიურებული უმაღლესი ცხიმოვანი მჟავის მოლეკულის კარბოქსილის ჯგუფიდან. .

უჯრედში შემავალი უმაღლესი ცხიმოვანი მჟავები აქტიურდება და გარდაიქმნება აცილ-CoA-ში (R-CO-SKoA), ხოლო ცხიმოვანი მჟავების გააქტიურება ხდება ციტოზოლში. ცხიმოვანი მჟავების b- დაჟანგვის პროცესი ხდება მიტოქონდრიულ მატრიქსში. ამავდროულად, მიტოქონდრიის შიდა მემბრანა გაუვალია აცილ-CoA-სთვის, რაც აჩენს კითხვას აცილის ნარჩენების ტრანსპორტირების მექანიზმის შესახებ ციტოზოლიდან მიტოქონდრიულ მატრიქსამდე.

აცილის ნარჩენები ტრანსპორტირდება შიდა მიტოქონდრიულ მემბრანაზე სპეციალური მატარებლის გამოყენებით, რომელიც არის კარნიტინი (CN):

ციტოზოლში, ფერმენტის გარეგანი acylCoA: კარნიტინ აცილტრანსფერაზას დახმარებით (E1 ქვემოთ მოცემულ დიაგრამაზე), უმაღლესი ცხიმოვანი მჟავის ნარჩენი გადადის კოენზიმ A-დან კარნიტინში, რათა წარმოიქმნას აცილკარნიტინი:

აცილკარნიტინინი, კარნიტინ-აცილკარნიტინ-ტრანსლოკაზას სპეციალური სისტემის მონაწილეობით, მემბრანის გავლით გადის მიტოქონდრიაში და მატრიქსში, ფერმენტის შიდა აცილ-CoA: კარნიტინ აცილტრანსფერაზას (E2) დახმარებით, აცილის ნარჩენი გადადის. კარნიტინი ინტრამიტოქონდრიულ კოენზიმ A-მდე. შედეგად, გააქტიურებული ნარჩენი ჩნდება მიტოქონდრიული მატრიქსის ცხიმოვან მჟავაში აცილ-CoA-ს სახით; გამოთავისუფლებული კარნიტინი, იგივე ტრანსლოკაზის გამოყენებით, მიტოქონდრიული მემბრანის გავლით ციტოზოლში გადადის, სადაც ის შეიძლება შევიდეს ახალ სატრანსპორტო ციკლში. კარნიტინის აცილკარნიტინის ტრანსლოკაზა, რომელიც ჩაშენებულია მიტოქონდრიის შიდა მემბრანაში, გადააქვს აცილკარნიტინის მოლეკულას მიტოქონდრიში მიტოქონდრიიდან ამოღებული კარნიტინის მოლეკულის სანაცვლოდ.

გააქტიურებული ცხიმოვანი მჟავა მიტოქონდრიულ მატრიქსში განიცდის ეტაპობრივ ციკლურ დაჟანგვას შემდეგი სქემის მიხედვით:

b- დაჟანგვის ერთი ციკლის შედეგად ცხიმოვანი მჟავის რადიკალი მცირდება ნახშირბადის 2 ატომით და დაშლილი ფრაგმენტი გამოიყოფა აცეტილ-CoA-ს სახით. შემაჯამებელი ციკლის განტოლება:

b-დაჟანგვის ერთი ციკლის დროს, მაგალითად, სტეაროილ-CoA-ს პალმიტოილ-CoA-ზე გადაქცევისას აცეტილ-CoA-ს წარმოქმნით, გამოიყოფა 91 კკალ/მოლი თავისუფალი ენერგია, მაგრამ ამ ენერგიის ძირითადი ნაწილი გროვდება სახით. ენერგიის შემცირებული კოენზიმებიდან და ენერგიის დაკარგვა სითბოს სახით შეადგენს მხოლოდ დაახლოებით 8 კკალ/მოლ.

შედეგად მიღებული აცეტილ-CoA შეიძლება შევიდეს კრებსის ციკლში, სადაც ის იჟანგება საბოლოო პროდუქტებამდე, ან შეიძლება გამოყენებულ იქნას უჯრედების სხვა საჭიროებებისთვის, მაგალითად, ქოლესტერინის სინთეზისთვის. აცილ-CoA, შემცირებული ნახშირბადის 2 ატომით, შედის ახალ b-ჟანგვის ციკლში. დაჟანგვის რამდენიმე თანმიმდევრული ციკლის შედეგად, გააქტიურებული ცხიმოვანი მჟავის მთელი ნახშირბადის ჯაჭვი იშლება "n" აცეტილ-CoA მოლეკულებად, "n"-ის მნიშვნელობა განისაზღვრება თავდაპირველ ცხიმოვან მჟავაში ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით.

ერთი b-ჟანგვის ციკლის ენერგეტიკული ეფექტი შეიძლება შეფასდეს იმის საფუძველზე, რომ ციკლის დროს წარმოიქმნება 1 მოლეკულა FADH2 და 1 მოლეკულა NADH + H. როდესაც ისინი შედიან რესპირატორული ფერმენტების ჯაჭვში, 5 ATP მოლეკულა (2 + 3) სინთეზირდება. თუ მიღებული აცეტილ-CoA იჟანგება კრებსის ციკლში, უჯრედი მიიღებს კიდევ 12 ATP მოლეკულას.

სტეარის მჟავისთვის, მისი b-ჟანგვის საერთო განტოლებას აქვს ფორმა:

გამოთვლები აჩვენებს, რომ უჯრედში სტეარინის მჟავას დაჟანგვის დროს 148 ATP მოლეკულა სინთეზირდება. ჟანგვის ენერგეტიკული ბალანსის გამოთვლისას აუცილებელია ამ თანხიდან გამოირიცხოს ცხიმოვანი მჟავის გააქტიურებისას დახარჯული 2 მაკროენერგიული ეკვივალენტი (აქტივაციის დროს ATP იშლება AMP-ად და 2 H3PO4). ამრიგად, როდესაც სტეარინის მჟავა იჟანგება, უჯრედი მიიღებს 146 ATP მოლეკულას.

შედარებისთვის: გლუკოზის 3 მოლეკულის დაჟანგვის დროს, რომლებიც ასევე შეიცავს 18 ნახშირბადის ატომს, უჯრედი იღებს მხოლოდ 114 ატფ მოლეკულას, ე.ი. უფრო მაღალი ცხიმოვანი მჟავები უჯრედებისთვის უფრო სასარგებლო ენერგიის საწვავია მონოსაქარიდებთან შედარებით. როგორც ჩანს, ეს გარემოება არის ერთ-ერთი მთავარი მიზეზი იმისა, რომ სხეულის ენერგეტიკული რეზერვები ძირითადად წარმოდგენილია ტრიაცილგლიცეროლების სახით და არა გლიკოგენის სახით.

1 მოლი სტეარინის მჟავას დაჟანგვის დროს გამოთავისუფლებული თავისუფალი ენერგიის ჯამური რაოდენობა შეადგენს დაახლოებით 2632 კკალს, საიდანაც დაახლოებით 1100 კკალ გროვდება სინთეზირებული ATP მოლეკულების მაღალენერგეტიკული ბმების ენერგიის სახით. ამრიგად, დაახლოებით 40% გროვდება მთლიანი თავისუფალი ენერგია.

უმაღლესი ცხიმოვანი მჟავების b-დაჟანგვის სიჩქარე განისაზღვრება, პირველ რიგში, უჯრედში ცხიმოვანი მჟავების კონცენტრაციით და, მეორეც, გარე აცილ-CoA-ს აქტივობით: კარნიტინ აცილტრანსფერაზა. ფერმენტის აქტივობა თრგუნავს მალონილ-CoA-ს მიერ. უკანასკნელი მარეგულირებელი მექანიზმის მნიშვნელობაზე ცოტა მოგვიანებით შევჩერდებით, როდესაც განვიხილავთ უჯრედში ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვისა და სინთეზის პროცესების კოორდინაციას.

ნარინჯისფერი ტონზილები და ქოლესტერინის ეთერების დაგროვება სხვა რეტიკულოენდოთელურ ქსოვილებში. პათოლოგია ასოცირდება apo A-I-ის დაჩქარებულ კატაბოლიზმთან. ლიპიდების მონელება და შეწოვა. ნაღველი. მნიშვნელობა. ღვიძლის ეგზოკრინული ფუნქციის თანამედროვე დოქტრინის ჩამოყალიბების გარიჟრაჟზე, როდესაც ბუნებისმეტყველებს მხოლოდ პირველი...

უჯრედებში მომხდარი ქიმიური გარდაქმნების დინამიკა შესწავლილია ბიოლოგიური ქიმიით. ფიზიოლოგიის ამოცანაა განსაზღვროს ორგანიზმის მიერ ნივთიერებებისა და ენერგიის მთლიანი ხარჯვა და როგორ უნდა მოხდეს მათი შევსება ადეკვატური კვების დახმარებით. ენერგიის მეტაბოლიზმი ემსახურება როგორც სხეულის ზოგადი მდგომარეობისა და ფიზიოლოგიური აქტივობის ინდიკატორს. ენერგიის საზომი ერთეული, რომელიც ჩვეულებრივ გამოიყენება ბიოლოგიაში და...

მჟავები, რომლებიც კლასიფიცირდება როგორც არსებითი ცხიმოვანი მჟავები (ლინოლეური, ლინოლენური, არაქიდონი), რომლებიც არ არის სინთეზირებული ადამიანებში და ცხოველებში. ცხიმებთან ერთად ორგანიზმში შედის ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების კომპლექსი: ფოსფოლიპიდები, სტეროლები. ტრიაცილგლიცეროლები - მათი მთავარი ფუნქცია ლიპიდების შენახვაა. ისინი ციტოზოლში გვხვდება წვრილი ემულგირებული ცხიმოვანი წვეთების სახით. რთული ცხიმები:...

... α,d – გლუკოზა გლუკოზა – 6 – ფოსფატი გლუკოზის – 6 – ფოსფატის წარმოქმნით გლიკოლიზის და გლიკოგენოლიზის გზები ერთმანეთს ემთხვევა. გლუკოზა-6-ფოსფატს უჭირავს საკვანძო ადგილი ნახშირწყლების მეტაბოლიზმში. ის შედის მეტაბოლურ გზებში: გლუკოზა - 6 - ფოსფატი გლუკოზა + H3PO4 ფრუქტოზა - 6 - ფოსფატი პენტოზის დაშლის გზა (შედის სისხლში და ა.შ. ...

და რესპირატორული ჯაჭვი, ცხიმოვან მჟავებში შემავალი ენერგიის გადაქცევა ATP ობლიგაციების ენერგიად.

ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვა (β-ოქსიდაცია)

β- დაჟანგვის ელემენტარული დიაგრამა.

ამ გზას ეწოდება β-დაჟანგვა, რადგან ცხიმოვანი მჟავის მე-3 ნახშირბადის ატომი (β-პოზიცია) იჟანგება კარბოქსილის ჯგუფად და ამავე დროს აცეტილის ჯგუფში, მათ შორის C 1 და C 2 საწყისი ცხიმოვანი მჟავა, გამოყოფილია მჟავისგან.

β-ჟანგვის რეაქციები ხდება სხეულის უჯრედების უმეტესობის მიტოქონდრიაში (ნერვული უჯრედების გარდა). დაჟანგვისთვის გამოიყენება ცხიმოვანი მჟავები, რომლებიც ციტოზოლში შედიან სისხლიდან ან ჩნდებიან საკუთარი უჯრედშიდა TAG-ის ლიპოლიზის დროს. პალმიტის მჟავის დაჟანგვის საერთო განტოლება შემდეგია:

პალმიტოილ-SCoA + 7FAD + 7NAD + + 7H 2 O + 7HS-KoA → 8აცეტილ-SCoA + 7FADH 2 + 7NADH

ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვის ეტაპები

ცხიმოვანი მჟავების გააქტიურების რეაქცია.

1. მიტოქონდრიულ მატრიქსში შეღწევამდე და დაჟანგამდე ცხიმოვანი მჟავა უნდა გააქტიურდეს ციტოზოლში. ეს მიიღწევა მასში კოენზიმ A-ს დამატებით აცილ-S-CoA-ს წარმოქმნით. Acyl-S-CoA არის მაღალი ენერგიის ნაერთი. რეაქციის შეუქცევადობა მიიღწევა დიფოსფატის ჰიდროლიზით ფოსფორმჟავას ორ მოლეკულად.

კარნიტინზე დამოკიდებული ცხიმოვანი მჟავების ტრანსპორტირება მიტოქონდრიაში.

2. Acyl-S-CoA-ს არ შეუძლია მიტოქონდრიის მემბრანაში გავლა, ამიტომ არსებობს მისი ტრანსპორტირების საშუალება ვიტამინის მსგავს ნივთიერება კარნიტინთან ერთად. მიტოქონდრიის გარე მემბრანა შეიცავს ფერმენტ კარნიტინ აცილტრანსფერაზა I.

კარნიტინი სინთეზირდება ღვიძლში და თირკმელებში და შემდეგ ტრანსპორტირდება სხვა ორგანოებში. პრენატალურ პერიოდში და სიცოცხლის პირველ წლებში კარნიტინის მნიშვნელობა ორგანიზმისთვის უკიდურესად მაღალია. ბავშვის ორგანიზმის და, კერძოდ, ტვინის ნერვული სისტემის ენერგომომარაგება ხორციელდება ორი პარალელური პროცესით: კარნიტინზე დამოკიდებული ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვა და გლუკოზის აერობული დაჟანგვა. კარნიტინი აუცილებელია ტვინისა და ზურგის ტვინის ზრდისთვის, ნერვული სისტემის ყველა ნაწილის ურთიერთქმედებისთვის, რომელიც პასუხისმგებელია მოძრაობასა და კუნთების ურთიერთქმედებებზე. არსებობს კვლევები, რომლებიც ცერებრალურ დამბლას და „აკვანში სიკვდილის“ ფენომენს კარნიტინის დეფიციტს უკავშირებენ.

3. კარნიტინთან შეკავშირების შემდეგ, ცხიმოვანი მჟავა მემბრანაში ტრანსლოკაზას მეშვეობით ტრანსპორტირდება. აქ, მემბრანის შიდა მხარეს ფერმენტი კარნიტინ აცილტრანსფერაზა II კვლავ ქმნის აცილ-S-CoA-ს, რომელიც შედის β-ჟანგვის გზაზე.

ცხიმოვანი მჟავების β-დაჟანგვის რეაქციების თანმიმდევრობა.

4. თავად β-დაჟანგვის პროცესი შედგება 4 რეაქციისგან, რომლებიც მეორდება ციკლურად. ისინი თანმიმდევრულად განიცდიან დაჟანგვას (აცილ-SCoA დეჰიდროგენაზა), ჰიდრატაციას (ენოილ-SCoA ჰიდრატაზა) და კვლავ ჟანგავს მე-3 ნახშირბადის ატომს (ჰიდროქსიაცილ-SCoA დეჰიდროგენაზა). ბოლო ტრანსფერაზას რეაქციაში აცეტილ-SCoA გამოიყოფა ცხიმოვანი მჟავისგან. HS-CoA ემატება დარჩენილ (ორი ნახშირბადით შემცირებულ) ცხიმოვან მჟავას და ის უბრუნდება პირველ რეაქციას. ეს მეორდება მანამ, სანამ ბოლო ციკლი არ გამოიმუშავებს ორ აცეტილ-SCoA-ს.

β-ჟანგვის ენერგეტიკული ბალანსის გამოთვლა

ცხიმოვანი მჟავების β-დაჟანგვის დროს წარმოქმნილი ატფ-ის რაოდენობის გაანგარიშებისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ:

• წარმოქმნილი აცეტილ-SCoA რაოდენობა განისაზღვრება ცხიმოვან მჟავაში ნახშირბადის ატომების რაოდენობის ჩვეულებრივი გაყოფით 2-ზე;
• β-ჟანგვის ციკლების რაოდენობა. ბეტა-ჟანგვის ციკლების რაოდენობა ადვილია დადგინდეს ცხიმოვანი მჟავის, როგორც ორნახშირბადოვანი ერთეულების ჯაჭვის კონცეფციის საფუძველზე. ერთეულებს შორის შესვენებების რაოდენობა შეესაბამება β-ჟანგვის ციკლების რაოდენობას. იგივე მნიშვნელობა შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით (n/2 −1), სადაც n არის ნახშირბადის ატომების რაოდენობა მჟავაში;
• ორმაგი ბმების რაოდენობა ცხიმოვან მჟავაში. პირველ β-ჟანგვის რეაქციაში წარმოიქმნება ორმაგი ბმა FAD-ის მონაწილეობით. თუ ორმაგი ბმა უკვე არსებობს ცხიმოვან მჟავაში, მაშინ ეს რეაქცია არ არის საჭირო და FADN 2 არ წარმოიქმნება. ჩამოუყალიბებელი FADN 2-ის რაოდენობა შეესაბამება ორმაგი ბმების რაოდენობას. ციკლის დარჩენილი რეაქციები ცვლილებების გარეშე მიმდინარეობს;
• აქტივაციაზე დახარჯული ATP ენერგიის რაოდენობა (ყოველთვის შეესაბამება ორ მაღალენერგეტიკულ ბმას).

მაგალითი. პალმიტის მჟავას დაჟანგვა

• ვინაიდან ნახშირბადის 16 ატომია, β- დაჟანგვა წარმოქმნის აცეტილ-SCoA-ს 8 მოლეკულას. ეს უკანასკნელი შედის TCA ციკლში, როდესაც ციკლის ერთ შემობრუნებაში იჟანგება, წარმოიქმნება 3 მოლეკულა NADH, 1 მოლეკულა FADH 2 და 1 მოლეკულა GTP, რაც უდრის ატფ-ის 12 მოლეკულას (იხ. აგრეთვე მოპოვების მეთოდები ენერგია უჯრედში). ასე რომ, აცეტილ-S-CoA-ს 8 მოლეკულა უზრუნველყოფს ATP-ის 8 × 12 = 96 მოლეკულის წარმოქმნას.
• პალმიტის მჟავისთვის β-დაჟანგვის ციკლების რაოდენობაა 7. თითოეულ ციკლში წარმოიქმნება 1 მოლეკულა FADH 2 და 1 მოლეკულა NADH. რესპირატორულ ჯაჭვში შესვლისას, სულ „აძლევენ“ 5 ატფ მოლეკულას. ამრიგად, 7 ციკლში იქმნება 7 × 5 = 35 ATP მოლეკულა.
• პალმიტის მჟავაში ორმაგი ბმები არ არსებობს.
• ცხიმოვანი მჟავის გასააქტიურებლად გამოიყენება ატფ-ის 1 მოლეკულა, რომელიც, თუმცა, ჰიდროლიზდება AMP-მდე, ანუ იხარჯება 2 მაღალი ენერგიის ბმული ან ორი ატფ.

ამრიგად, შეჯამებით, ვიღებთ 96 + 35-2 = 129 ATP მოლეკულა წარმოიქმნება პალმიტის მჟავას დაჟანგვის დროს.

ცხიმოვან მჟავებში შემავალი ენერგიის ATP ობლიგაციების ენერგიად გადაქცევისთვის, არსებობს ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვის მეტაბოლური გზა CO 2-მდე და წყალში, რაც მჭიდროდ არის დაკავშირებული ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლთან და რესპირატორულ ჯაჭვთან. ამ გზას ე.წ β- დაჟანგვა, იმიტომ ხდება ცხიმოვანი მჟავის მე-3 ნახშირბადის ატომის დაჟანგვა (β-პოზიცია) კარბოქსილის ჯგუფად და ამავდროულად აცეტილის ჯგუფი, მათ შორის ორიგინალური ცხიმოვანი მჟავის C 1 და C 2, იხსნება მჟავისგან.

β- დაჟანგვის ელემენტარული დიაგრამა

β- დაჟანგვის რეაქციები ხდება მიტოქონდრიასხეულის უჯრედების უმეტესობა (გარდა ნერვული უჯრედებისა). ცხიმოვანი მჟავები, რომლებიც ციტოზოლში შედიან სისხლიდან ან ჩნდება საკუთარი უჯრედშიდა TAG-ების ლიპოლიზის დროს, გამოიყენება დაჟანგვისთვის. პალმიტის მჟავის დაჟანგვის საერთო განტოლება შემდეგია:

პალმიტოილ-SCoA + 7FAD + 7NAD + + 7H 2 O + 7HS-KoA → 8აცეტილ-SCoA + 7FADH 2 + 7NADH

ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვის ეტაპები

1. მიტოქონდრიულ მატრიქსში შეღწევამდე და დაჟანგვამდე ცხიმოვანი მჟავა უნდა გააქტიურებაციტოზოლში. ეს მიიღწევა მასში კოენზიმ A-ს დამატებით აცილ-SCoA-ს წარმოქმნით. Acyl-SCoA არის მაღალი ენერგიის ნაერთი. რეაქციის შეუქცევადობა მიიღწევა დიფოსფატის ჰიდროლიზით ფოსფორმჟავას ორ მოლეკულად.

აცილ-SCoA სინთეზები გვხვდება ენდოპლაზმურ რეტიკულუმში, მიტოქონდრიის გარე მემბრანაზე და მათ შიგნით. არსებობს სინთეზაზების ფართო სპექტრი, რომლებიც სპეციფიკურია სხვადასხვა ცხიმოვანი მჟავებისთვის.

ცხიმოვანი მჟავების გააქტიურების რეაქცია

2. აცილ-SCoA-ს არ შეუძლია მიტოქონდრიის მემბრანაში გავლა, ამიტომ არსებობს მისი გადატანის საშუალება ვიტამინის მსგავს ნივთიერება კარნიტინთან (ვიტამინი B11) კომბინაციაში. მიტოქონდრიის გარე მემბრანაზე არის ფერმენტი კარნიტინ აცილტრანსფერაზა I.

კარნიტინზე დამოკიდებული ცხიმოვანი მჟავების ტრანსპორტირება მიტოქონდრიაში

კარნიტინი სინთეზირდება ღვიძლში და თირკმელებში და შემდეგ ტრანსპორტირდება სხვა ორგანოებში. In საშვილოსნოსშიდაპერიოდში და ში ადრეული წლებიცხოვრებაში კარნიტინის მნიშვნელობა ორგანიზმისთვის ძალზე დიდია. ნერვული სისტემის ენერგიის მიწოდება საბავშვოსხეული და, კერძოდ, ტვინი ხორციელდება ორი პარალელური პროცესის გამო: კარნიტინზე დამოკიდებული ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვა და გლუკოზის აერობული დაჟანგვა. კარნიტინი აუცილებელია ტვინისა და ზურგის ტვინის ზრდისთვის, ნერვული სისტემის ყველა ნაწილის ურთიერთქმედებისთვის, რომელიც პასუხისმგებელია მოძრაობასა და კუნთების ურთიერთქმედებებზე. არსებობს კვლევები, რომლებიც აკავშირებენ კარნიტინის დეფიციტს ცერემბრალური დამბლადა ფენომენი" სიკვდილი აკვანში".

კარნიტინის დეფიციტის მიმართ განსაკუთრებით მგრძნობიარენი არიან ჩვილები, დღენაკლები და მცირეწონიანი ჩვილები. მათი ენდოგენური მარაგი სწრაფად იწურება სხვადასხვა სტრესულ სიტუაციებში (ინფექციური დაავადებები, კუჭ-ნაწლავის დარღვევები, კვების დარღვევა). კარნიტინის ბიოსინთეზი არასაკმარისია და რეგულარული საკვებიდან მიღება ვერ ახერხებს საკმარისი დონის შენარჩუნებას სისხლში და ქსოვილებში.

3. კარნიტინთან შეკავშირების შემდეგ, ცხიმოვანი მჟავა მემბრანაში ტრანსლოკაზას მეშვეობით ტრანსპორტირდება. აქ, მემბრანის შიდა მხარეს, ფერმენტი კარნიტინ აცილტრანსფერაზა II კვლავ ქმნის აცილ-SCoA-ს, რომელიც შედის β-ჟანგვის გზაზე.

4. თავად პროცესი β- დაჟანგვაშედგება 4 რეაქციისგან, რომელიც მეორდება ციკლურად. ისინი თანმიმდევრულად ხდება დაჟანგვა(აცილ-SCoA დეჰიდროგენაზა), დატენიანება(ენოილ-SCoA ჰიდრატაზა) და ისევ დაჟანგვანახშირბადის მე-3 ატომი (ჰიდროქსიაცილ-SCoA დეჰიდროგენაზა). ბოლო ტრანსფერაზას რეაქციაში აცეტილ-SCoA გამოიყოფა ცხიმოვანი მჟავისგან. HS-CoA ემატება დარჩენილ (ორი ნახშირბადით შემცირებულ) ცხიმოვან მჟავას და ის უბრუნდება პირველ რეაქციას. ეს მეორდება მანამ, სანამ ბოლო ციკლი არ გამოიმუშავებს ორ აცეტილ-SCoA-ს.

ცხიმოვანი მჟავების β-დაჟანგვის რეაქციების თანმიმდევრობა

β-ჟანგვის ენერგეტიკული ბალანსის გამოთვლა

ადრე, ჟანგვის ეფექტურობის გაანგარიშებისას, P/O კოეფიციენტი NADH-სთვის მიღებულ იქნა 3.0-ის ტოლი, FADH-ისთვის 2 – 2.0.

თანამედროვე მონაცემებით, P/O კოეფიციენტის მნიშვნელობა NADH-სთვის შეესაბამება 2,5-ს, FADH 2-ს – 1,5-ს.

ცხიმოვანი მჟავების β-დაჟანგვის დროს წარმოქმნილი ატფ-ის რაოდენობის გაანგარიშებისას აუცილებელია გავითვალისწინოთ:

• წარმოქმნილი აცეტილ-SCoA რაოდენობა განისაზღვრება ცხიმოვან მჟავაში ნახშირბადის ატომების რაოდენობის ჩვეულებრივი გაყოფით 2-ზე.
• ნომერი β-ჟანგვის ციკლები. ბეტა-ჟანგვის ციკლების რაოდენობა ადვილია დადგინდეს ცხიმოვანი მჟავის, როგორც ორნახშირბადოვანი ერთეულების ჯაჭვის კონცეფციის საფუძველზე. ერთეულებს შორის შესვენებების რაოდენობა შეესაბამება β-ჟანგვის ციკლების რაოდენობას. იგივე მნიშვნელობა შეიძლება გამოითვალოს ფორმულის გამოყენებით (n/2 -1), სადაც n არის ნახშირბადის ატომების რაოდენობა მჟავაში.
• ორმაგი ბმების რაოდენობა ცხიმოვან მჟავაში. პირველ β-ჟანგვის რეაქციაში წარმოიქმნება ორმაგი ბმა FAD-ის მონაწილეობით. თუ ორმაგი ბმა უკვე არსებობს ცხიმოვან მჟავაში, მაშინ ეს რეაქცია არ არის საჭირო და FADN 2 არ წარმოიქმნება. დაკარგული FADN 2 რიცხვი შეესაბამება ორმაგი ობლიგაციების რაოდენობას. ციკლის დარჩენილი რეაქციები ცვლილებების გარეშე მიმდინარეობს.
• აქტივაციაზე დახარჯული ATP ენერგიის რაოდენობა (ყოველთვის შეესაბამება ორ მაღალენერგეტიკულ ბმას).

მაგალითი. პალმიტის მჟავას დაჟანგვა

1. ვინაიდან ნახშირბადის 16 ატომია, β- დაჟანგვა წარმოიქმნება 8 აცეტილ-SCoA მოლეკულა. ეს უკანასკნელი შედის TCA ციკლში, როდესაც ციკლის ერთ შემობრუნებაში იჟანგება, წარმოიქმნება 3 მოლეკულა NADH (7.5 ATP), 1 მოლეკულა FADH 2 (1.5 ATP) და 1 მოლეკულა GTP, რაც უდრის 10 მოლეკულას. ATP-ის. ასე რომ, აცეტილ-SCoA-ს 8 მოლეკულა უზრუნველყოფს 8 × 10 = ფორმირებას. 80 ATP მოლეკულები.
2. პალმიტის მჟავისთვის β-ჟანგვის ციკლების რაოდენობა არის 7. თითოეულ ციკლში წარმოიქმნება 1 მოლეკულა FADH 2 (1.5 ATP) და 1 მოლეკულა NADH (2.5 ATP). რესპირატორულ ჯაჭვში შესვლისას, სულ „აძლევენ“ 4 ატფ მოლეკულას. ამრიგად, 7 ციკლში იქმნება 7 × 4 = 28 ATP მოლეკულა.
3. ორმაგი ბმები პალმიტის მჟავაში არა.
4. ატფ-ის 1 მოლეკულა გამოიყენება ცხიმოვანი მჟავის გასააქტიურებლად, რომელიც, თუმცა, ჰიდროლიზდება AMP-მდე, ანუ იკარგება. 2 მაკროერგიული კავშირიან ორი ATP.
5. ამრიგად, შეჯამებით, ვიღებთ 80+28-2 =106 ატფ-ის მოლეკულები წარმოიქმნება პალმიტის მჟავის დაჟანგვის დროს.

კნუპმა 1904 წელს წამოაყენა ცხიმოვანი მჟავების β-დაჟანგვის ჰიპოთეზა კურდღლების სხვადასხვა ცხიმოვანი მჟავებით კვების ექსპერიმენტებზე დაყრდნობით, რომელშიც წყალბადის ერთი ატომი ბოლო მეთილის ჯგუფში (ω-ნახშირბადის ატომში) შეიცვალა ფენილის რადიკალით (C 6). H 5 -).

კნუპმა თქვა, რომ ცხიმოვანი მჟავის მოლეკულის დაჟანგვა სხეულის ქსოვილებში ხდება β-პოზიციაში; შედეგად, ხდება კარბოქსილის ჯგუფის მხარეს ცხიმოვანი მჟავის მოლეკულიდან ორი ნახშირბადის ფრაგმენტების თანმიმდევრული ამოჭრა.

ცხიმოვანი მჟავები, რომლებიც ცხოველებისა და მცენარეების ბუნებრივი ცხიმების ნაწილია, მიეკუთვნება ნახშირბადის ატომების ლუწი რაოდენობის სერიას. ნებისმიერი ასეთი მჟავა, წყვილი ნახშირბადის ატომის ამოღებით, საბოლოოდ გადის ბუტირის მჟავის სტადიას, რომელიც მომდევნო β-დაჟანგვის შემდეგ უნდა მისცეს აცეტოძმარმჟავას. ეს უკანასკნელი შემდეგ ჰიდროლიზდება ძმარმჟავას ორ მოლეკულამდე.

კნუპის მიერ შემოთავაზებული ცხიმოვანი მჟავების β-დაჟანგვის თეორია დღემდე არ დაუკარგავს თავის მნიშვნელობას და ძირითადად წარმოადგენს თანამედროვე იდეების საფუძველს ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვის მექანიზმის შესახებ.

თანამედროვე იდეები ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვის შესახებ

დადგენილია, რომ უჯრედებში ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვა ხდება მიტოქონდრიებში მულტიფერმენტული კომპლექსის მონაწილეობით. ასევე ცნობილია, რომ ცხიმოვანი მჟავები თავდაპირველად აქტიურდება ATP და HS-KoA-ს მონაწილეობით; ამ მჟავების CoA ეთერები ასრულებენ სუბსტრატებს ცხიმოვანი მჟავების ფერმენტული დაჟანგვის ყველა შემდგომ ეტაპზე; ასევე დაზუსტებულია კარნიტინის როლი ცხიმოვანი მჟავების ტრანსპორტირებაში ციტოპლაზმიდან მიტოქონდრიაში.

ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვის პროცესი შედგება შემდეგი ძირითადი ეტაპებისგან.

ცხიმოვანი მჟავების გააქტიურება და მათი შეღწევა ციტოპლაზმიდან მიტოქონდრიაში. ცხიმოვანი მჟავის (აცილ-CoA) "აქტიური ფორმის" ფორმირება კოენზიმ A-დან და ცხიმოვანი მჟავიდან არის ენდრგონიული პროცესი, რომელიც ხდება ATP ენერგიის გამოყენებით:

რეაქცია კატალიზებულია აცილ-CoA სინთეზით. არსებობს რამდენიმე ასეთი ფერმენტი: ერთი მათგანი აკატალიზებს ცხიმოვანი მჟავების აქტივაციას, რომელიც შეიცავს 2-დან 3 ნახშირბადის ატომს, მეორე - 4-დან 12 ატომამდე, მესამე - 12 ან მეტი ნახშირბადის ატომით.

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ცხიმოვანი მჟავების (აცილ-CoA) დაჟანგვა ხდება მიტოქონდრიაში. ბოლო წლებში ნაჩვენებია, რომ აცილ-CoA-ს უნარი, შეაღწიოს ციტოპლაზმიდან მიტოქონდრიაში, მკვეთრად იზრდება აზოტოვანი ფუძის, კარნიტინის (γ-ტრიმეთილამინო-β-ჰიდროქსიბუტირატის) არსებობისას. აცილ-CoA, კარნიტინთან შერწყმით, სპეციფიკური ციტოპლაზმური ფერმენტის (კარნიტინ აცილ-CoA ტრანსფერაზა) მონაწილეობით, წარმოქმნის აცილკარნიტინს (კარნიტინისა და ცხიმოვანი მჟავის ესტერი), რომელსაც აქვს მიტოქონდრიაში შეღწევის უნარი:

მას შემდეგ, რაც აცილკარნიტინი გადის მიტოქონდრიულ მემბრანაში, ხდება საპირისპირო რეაქცია - აცილკარნიტინის დაშლა HS-CoA და მიტოქონდრიული კარნიტინის აცილ-CoA ტრანსფერაზას მონაწილეობით:

ამ შემთხვევაში კარნიტინი ბრუნდება უჯრედის ციტოპლაზმაში და აცილ-CoA განიცდის დაჟანგვას მიტოქონდრიაში.

დეჰიდროგენაციის პირველი ეტაპი.აცილ-CoA მიტოქონდრიებში უპირველეს ყოვლისა ექვემდებარება ფერმენტულ დეჰიდროგენაციას;

ამ შემთხვევაში, აცილ-CoA კარგავს წყალბადის ორ ატომს α- და β- პოზიციებში, გადაიქცევა უჯერი მჟავის CoA ეთერად:

როგორც ჩანს, არსებობს რამდენიმე FAD-ის შემცველი აცილ-CoA დეჰიდროგენაზა, რომელთაგან თითოეულს აქვს სპეციფიკა ნახშირბადის ჯაჭვის სპეციფიკური სიგრძის აცილ-CoA-სთვის.

ჰიდრატაციის ეტაპი.უჯერი აცილ-CoA (ენოილ-CoA), ფერმენტ ენოილ-CoA ჰიდრატაზას მონაწილეობით, ამაგრებს წყლის მოლეკულას. შედეგად, β-ჰიდროქსიაცილ-CoA წარმოიქმნება:

დეჰიდროგენაციის მეორე ეტაპი.შედეგად მიღებული β-ჰიდროქსიაცილ-CoA შემდეგ დეჰიდროგენირებულია. ეს რეაქცია კატალიზებულია NAD-დამოკიდებული დეჰიდროგენაზებით. რეაქცია მიმდინარეობს შემდეგი განტოლების მიხედვით:

ამ რეაქციაში β-კეტოაცილ-CoA ურთიერთქმედებს კოენზიმ A-სთან. შედეგად, β-კეტოაცილ-CoA იშლება და წარმოიქმნება აცილ-CoA, რომელიც შემცირდება ორი ნახშირბადის ატომით და ორნახშირბადის ფრაგმენტი აცეტილ-CoA-ს სახით. . ეს რეაქცია კატალიზებულია აცეტილ-CoA აცილტრანსფერაზას (ან თიოლაზას) მიერ:

შედეგად მიღებული აცეტილ-CoA განიცდის ჟანგვას ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლში (კრებსის ციკლი), ხოლო აცილ-CoA, შემცირებული ნახშირბადის ორი ატომით, კვლავ განმეორებით გადის მთელ β-დაჟანგვის გზას ბუტირილ-CoA-ს (4-ნახშირბადოვანი ნაერთის) წარმოქმნამდე. ), რომელიც თავის მხრივ იჟანგება აცეტილ-CoA-ს ორ მოლეკულად (იხ. დიაგრამა).

მაგალითად, პალმიტის მჟავას (C 16) შემთხვევაში მეორდება ჟანგვის 7 ციკლი. გავიხსენოთ, რომ ცხიმოვანი მჟავის დაჟანგვის დროს, რომელიც შეიცავს n ნახშირბადის ატომს, ხდება n/2 - 1 β-დაჟანგვის ციკლი (ანუ ერთი ციკლი ნაკლები n/2-ზე, ვინაიდან ბუტირილ-CoA-ს დაჟანგვისთანავე წარმოიქმნება აცეტილის ორი მოლეკულა. -CoA) და სულ მიიღება აცეტილ-CoA-ს n/2 მოლეკულა.

მაშასადამე, პალმიტის მჟავის პ-ოქსიდაციის საერთო განტოლება შეიძლება დაიწეროს შემდეგნაირად:

Palmitoyl-CoA + 7 FAD + 7 NAD + 7H 2 O + 7HS-KoA --> 8 Acetyl-CoA + 7 FADH 2 + 7 NADH 2 .

ენერგეტიკული ბალანსი.β-დაჟანგვის ყოველი ციკლით წარმოიქმნება FADH 2-ის 1 მოლეკულა და NADH 2-ის 1 მოლეკულა. ეს უკანასკნელი რესპირატორულ ჯაჭვში დაჟანგვის და მასთან დაკავშირებული ფოსფორილირების პროცესში იძლევა: FADH 2 - ორი ატფ მოლეკულა და NADH 2 - სამი ატფ მოლეკულა, ანუ მთლიანობაში ერთ ციკლში წარმოიქმნება 5 ატფ მოლეკულა. პალმიტის მჟავას დაჟანგვის შემთხვევაში ხდება β-დაჟანგვის 7 ციკლი (16/2 - 1 = 7), რაც იწვევს 5X7 = 35 ატფ მოლეკულის წარმოქმნას. პალმიტინის მჟავას β-დაჟანგვის პროცესში წარმოიქმნება აცეტილ-CoA მოლეკულები, რომელთაგან თითოეული ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლში წვის შედეგად წარმოიქმნება 12 ატფ მოლეკულა, ხოლო 8 მოლეკულა წარმოქმნის 12X8 = 96 ატფ მოლეკულას.

ამრიგად, საერთო ჯამში, პალმიტის მჟავის სრული დაჟანგვით, იქმნება 35 + 96 = 131 ATP მოლეკულა. თუმცა, ერთი ATP მოლეკულის გათვალისწინებით, რომელიც თავიდანვე დაიხარჯა პალმიტის მჟავის აქტიური ფორმის (პალმიტოილ-CoA) ფორმირებაზე, მთლიანი ენერგეტიკული გამოსავალი ერთი პალმიტის მჟავის მოლეკულის სრული დაჟანგვისთვის ცხოველურ პირობებში იქნება 131-1. = 130 ATP მოლეკულა (გაითვალისწინეთ, რომ ერთი გლუკოზის მოლეკულის სრული დაჟანგვით წარმოიქმნება მხოლოდ 36 ATP მოლეკულა).

გამოითვლება, რომ თუ სისტემის თავისუფალი ენერგიის ცვლილება (ΔG) პალმიტის მჟავის ერთი მოლეკულის სრული წვისას არის 9797 კჯ, ხოლო ატფ-ის ენერგიით მდიდარი ტერმინალური ფოსფატური ბმა ხასიათდება დაახლოებით 34,5 კჯ მნიშვნელობით, მაშინ გამოდის, რომ პალმიტინის მჟავას მთლიანი პოტენციური ენერგიის დაახლოებით 45% მისი დაჟანგვის დროს სხეულში შეიძლება გამოყენებულ იქნას ATP-ის რესინთეზისთვის, ხოლო დანარჩენი ნაწილი აშკარად იკარგება სითბოს სახით.

ᲪᲮᲘᲛᲝᲕᲐᲜᲘ ᲛᲟᲐᲕᲐ- ალიფატური კარბოქსილის მჟავები, რომელთაგან ბევრი გვხვდება ცხოველურ და მცენარეულ ცხიმებში; ცხოველებისა და მცენარეების სხეულში, თავისუფალი ცხიმოვანი მჟავები და ცხიმოვანი მჟავები, რომლებიც ლიპიდების ნაწილია, ასრულებენ უაღრესად მნიშვნელოვან ფუნქციას - ენერგეტიკულ და პლასტმასს. უჯერი ცხიმოვანი მჟავები მონაწილეობენ ადამიანის და ცხოველის ორგანიზმში ბიოლოგიურად აქტიური ნივთიერებების სპეციალური ჯგუფის - პროსტაგლანდინების ბიოსინთეზში (იხ.). სისხლის შრატში თავისუფალი და ესტერებთან დაკავშირებული ცხიმოვანი მჟავების შემცველობა ემსახურება როგორც დამატებითი დიაგნოსტიკური ტესტი რიგი დაავადებებისათვის. თხევადი ნაერთები ფართოდ გამოიყენება სხვადასხვა საპნის დასამზადებლად, რეზინისა და რეზინის ნაწარმის, ლაქების, მინანქრების და საშრობი ზეთების წარმოებაში.

მოლეკულაში კარბოქსილის ჯგუფების რაოდენობის მიხედვით განასხვავებენ ერთ-, ორ- და მრავალძირიან თხევად ნაერთებს და ნახშირწყალბადის რადიკალის გაჯერების ხარისხის მიხედვით განასხვავებენ გაჯერებულ (გაჯერებულ) და უჯერი (უჯერი) თხევად ნაერთებს. ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მიხედვით თხევად მჟავა ჯაჭვში ისინი იყოფა ქვედა (C1-C3), საშუალო (C4-C9) და უფრო მაღალ (C10-C26) - გაჯერებულ ცხიმოვან მჟავებს აქვთ ზოგადი მოლეკულური ფორმულა C n H 2 n. O 2. უჯერი ცხიმოვანი მჟავების ზოგადი ფორმულა დამოკიდებულია მათში ორმაგი ან სამმაგი ბმების რაოდენობაზე.

საცხოვრებლის აღსანიშნავად გამოიყენება რაციონალური და სისტემატური ნომენკლატურა; გარდა ამისა, ბევრ საცხოვრებელ კომპლექსს აქვს ისტორიულად დამკვიდრებული სახელები. რაციონალური ნომენკლატურის მიხედვით, ყველა თხევადი ნაერთი ითვლება ძმარმჟავას წარმოებულებად, რომლებშიც მოლეკულაში მეთილის ჯგუფის წყალბადის ატომი ჩანაცვლებულია ნახშირწყალბადის რადიკალით. სისტემური ნომენკლატურის მიხედვით, თხევადი ნარევის სახელწოდება მომდინარეობს ნახშირწყალბადის სახელიდან, რომლის მოლეკულა აგებულია ნახშირბადის ატომების იგივე რაოდენობის, კარბოქსილის ჯგუფის ნახშირბადის ჩათვლით, როგორც თხევადი მჟავის მოლეკულა (მაგ. , პროპან - პროპანმჟავა, ეთანი - ეთანმჟავა, ჰექსანი - ჰექსანის მჟავა და სხვ.). უჯერი თხევადი ნაერთების სახელწოდება მიუთითებს ორმაგი ბმების რაოდენობაზე (მონო-, დი-, ტრი- და ა.შ.) და ამატებს დაბოლოებას „ენი“. თხევადი ნახშირბადის ატომების ნუმერაცია იწყება კარბოქსილის (COOH-) ჯგუფის ნახშირბადით და მითითებულია არაბული რიცხვებით. C-ატომი COOH ჯგუფთან ყველაზე ახლოს არის ალფა, მის გვერდით არის ბეტა, ხოლო ნახშირწყალბადის რადიკალის ტერმინალური ნახშირბადის ატომი არის ომეგა. თხევადი მჟავის მოლეკულაში ორმაგი ბმა აღინიშნება სიმბოლოთ Δ ან უბრალოდ მოცემულია ნახშირბადის ატომის რიცხვი, რომელზედაც მდებარეობს ორმაგი ბმა, რაც მიუთითებს ჯაჭვის ცის ან ტრანს კონფიგურაციაზე. ზოგიერთი ყველაზე გავრცელებული საცხოვრებელი კომპლექსი და მათი ტრივიალური, რაციონალური და სისტემატური სახელები მოცემულია ცხრილში 1.

ფიზიკური თვისებები

ქვედა ცხიმოვანი მჟავები არის აქროლადი სითხეები მძაფრი სუნით, საშუალო ცხიმოვანი მჟავები არის ზეთები უსიამოვნო მჟავე სუნით, ხოლო უფრო მაღალი ცხიმოვანი მჟავები მყარი კრისტალური ნივთიერებებია, რომლებიც პრაქტიკულად უსუნოა.

მხოლოდ ჭიანჭველას (იხ.), ძმარმჟავას (იხ.) და პროპიონის მჟავას ურევენ წყალს ყველა თვალსაზრისით; თხევადი მჟავების სერიის მაღალ წევრებში ხსნადობა სწრაფად მცირდება და საბოლოოდ ხდება ნულის ტოლი. J. ნაერთები ძლიერ ხსნადია ალკოჰოლსა და ეთერში.

თხევადი კრისტალების ჰომოლოგიურ სერიაში დნობის წერტილები იზრდება, მაგრამ არათანაბრად. C ატომების ლუწი რაოდენობის მქონე თხევადი კრისტალები დნება უფრო მაღალ ტემპერატურაზე, ვიდრე შემდეგი თხევადი კრისტალები, რომლებსაც აქვთ კიდევ ერთი C ატომი (ცხრილი 2). ორივე ამ სერიაში (C ატომების ლუწი და კენტი რიცხვით) ორი თანმიმდევრული წევრის დნობის ტემპერატურის სხვაობა თანდათან მცირდება.

ეს თავისებური განსხვავება თხევად ნაერთებს შორის C-ატომების ლუწი და კენტი რაოდენობის მოლეკულაში გამოიხატება არა მხოლოდ დნობის წერტილებში, არამედ გარკვეულწილად ქიმიურ თვისებებშიც. და თუნდაც მათ ბიოლში, თვისებებში. ამრიგად, C-ატომების ლუწი რაოდენობის მჟავები იშლება, გ.ემბდენის მიხედვით, ღვიძლში აცეტონამდე სისხლდენის დროს, მაგრამ კენტი რაოდენობის C-ატომების მჟავები არ იშლება.

თხევადი კრისტალები მჭიდრო კავშირშია და ტემპერატურაზეც კი, რომელიც აღემატება მათ დუღილს, ისინი ორჯერ აჩვენებენ მოლს. წონა, ვიდრე მათი ფორმულა გვთავაზობს. ეს კავშირი აიხსნება წყალბადის ბმების წარმოქმნით ცალკეულ თხევად მოლეკულებს შორის.

ქიმიური თვისებები

თხევადი ნაერთების ქიმიური თვისებები განისაზღვრება მათი COOH ჯგუფებისა და ნახშირწყალბადების რადიკალების თვისებებით. COOH ჯგუფში O-H ბმა სუსტდება ორმაგი C=O ბმის ელექტრონის სიმკვრივის ჟანგბადისკენ ცვლის გამო და, შესაბამისად, პროტონი ადვილად მოიხსნება. ეს იწვევს სტაბილური ანიონის გამოჩენას:

კარბონილის ნარჩენების ელექტრონებთან კავშირი ნაწილობრივ შეიძლება დაკმაყოფილდეს მეთილენის მეზობელი ჯგუფით; წყალბადის ატომები ყველაზე აქტიურია სხვებთან შედარებით. თხევადი ნაერთების COOH ჯგუფის დისოციაციის მუდმივია 10 -4 -10 -5 M, ანუ მისი მნიშვნელობა გაცილებით დაბალია ვიდრე არაორგანული ნაერთებისა. მჟავებიდან ყველაზე ძლიერია ჭიანჭველა მჟავა. თხევადი მჟავების COOH ჯგუფს აქვს წყალხსნარებში რეაგირების უნარი დედამიწის ტუტე ლითონებთან. ამ ლითონებთან უფრო მაღალი თხევადი ნაერთების მარილებს საპნები ეწოდება (იხ.). საპნებს გააჩნიათ სურფაქტანტების - სარეცხი საშუალებების თვისებები (იხ.). ნატრიუმის საპნები მყარია, კალიუმის საპნები თხევადი. თხევადი მჟავების ჰიდროქსილ COOH ჯგუფები ადვილად შეიძლება შეიცვალოს ჰალოგენით მჟავა ჰალოიდების წარმოქმნით, რომლებიც ფართოდ გამოიყენება ორგანულ სინთეზებში. ჰალოგენის სხვა მჟავის ნარჩენით შეცვლისას წარმოიქმნება თხევადი მჟავა ანჰიდრიდები; ნარჩენის სპირტით შეცვლისას წარმოიქმნება მათი ეთერები, ამიაკით - ამიდებით, ხოლო ჰიდრაზინით - ჰიდრაზიდები. ბუნებაში ყველაზე გავრცელებულია ტრიბაზური სპირტის გლიცეროლის ეთერები და უმაღლესი ცხიმოვანი მჟავები - ცხიმები (იხ.). თხევადი კრისტალების ალფა ნახშირბადის ატომის წყალბადი ადვილად შეიძლება შეიცვალოს ჰალოგენით ჰალოგენის შემცველი თხევადი ნაერთების წარმოქმნით.უჯერი თხევადი ნაერთები შეიძლება არსებობდეს ცის- და ტრანს-იზომერების სახით. ბუნებრივი უჯერი ცხიმოვანი მჟავების უმეტესობას აქვს ცის კონფიგურაცია (იხ. იზომერიზმი). სითხის უჯერობის ხარისხი განისაზღვრება ორმაგი ბმების იოდომეტრიული ტიტრაციით. უჯერი ცხიმოვანი მჟავების ნაჯერებად გადაქცევის პროცესს ეწოდება ჰიდროგენიზაცია, საპირისპირო პროცესია დეჰიდროგენაცია (იხ. ჰიდროგენიზაცია).

ბუნებრივი ცხიმოვანი მჟავები მიიღება ცხიმების ჰიდროლიზით (მათი საპონიფიკაცია), რასაც მოჰყვება გამოთავისუფლებული ცხიმოვანი მჟავების ფრაქციული დისტილაცია ან ქრომატოგრაფიული გამოყოფა.არაბუნებრივი ცხიმოვანი მჟავები მიიღება ნახშირწყალბადების დაჟანგვით; რეაქცია მიმდინარეობს ჰიდროპეროქსიდების და კეტონების წარმოქმნის ეტაპზე.

ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვა

როგორც ენერგეტიკული მასალა, თხევადი მჟავები გამოიყენება ბეტა დაჟანგვის პროცესში. 1904 წელს ფ. კნუპმა წამოაყენა ჰიპოთეზა, რომელიც ხსნის ცხოველის ორგანიზმში ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვის მექანიზმს.

ეს ჰიპოთეზა აშენდა ცხოველებში კოფენილით შემცვლელი ცხიმოვანი მჟავების შეყვანის შემდეგ შარდში გამოყოფილი საბოლოო მეტაბოლური პროდუქტების ბუნების დადგენის საფუძველზე. ცხოველებში C-ატომების ლუწი რაოდენობას ყოველთვის ახლდა შარდში ფენილ ძმარმჟავას გამოყოფა, ხოლო C-ატომების კენტი რაოდენობის შემცველი - ბენზოინის მჟავას გამოყოფა. ამ მონაცემებზე დაყრდნობით, ფ. კნუპმა თქვა, რომ თხევადი მჟავის მოლეკულის დაჟანგვა ხდება კარბოქსილის ჯგუფიდან მისგან ორი ნახშირბადის ფრაგმენტების თანმიმდევრული მოწყვეტით (სქემა 1):

ფ.კნუპის ჰიპოთეზა ბეტა დაჟანგვის თეორიას ეფუძნება თანამედროვე იდეების საფუძველი ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვის მექანიზმის შესახებ, ამ იდეების განვითარებაში მნიშვნელოვანი როლი ითამაშა შემდეგმა მეთოდებმა და აღმოჩენებმა: 1) დანერგვა რადიოაქტიური ეტიკეტი (14 C) ცხიმოვანი მჟავების მოლეკულაში მათი გაცვლის შესასწავლად; 2) Munoz-ის და L.F. Leloir-ის მიერ იმის დადგენა, რომ უჯრედული ჰომოგენატების მიერ ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვა მოითხოვს იგივე კოფაქტორებს, რაც პირუვატის დაჟანგვას (არაორგანული ფოსფატი, Mg 2+ იონები, ციტოქრომი c, ATP და რა სუბსტრატი). ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლი - სუქცინატი, ფუმარატი და სხვ.); 3) იმის დადგენა, რომ ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვა, ისევე როგორც ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლის სუბსტრატები (იხ. ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლი), ხდება მხოლოდ უჯრედის მიტოქონდრიაში [ლენინგერი (A. L. Lehninger) და კენედი (E. P. Kennedy)] ; 4) კარნიტინის როლის დადგენა ცხიმოვანი მჟავების ციტოპლაზმიდან მიტოქონდრიამდე ტრანსპორტირებაში; 5) კოენზიმის A-ს აღმოჩენა ფ. ლიპმანისა და ფ. ლინენის მიერ; 6) ცხოველური ქსოვილებიდან იზოლაცია მულტიფერმენტული კომპლექსის გაწმენდილი სახით, რომელიც პასუხისმგებელია ცხიმის დაჟანგვაზე.

ზოგადად, რკინის მჟავას დაჟანგვის პროცესი შემდეგი ეტაპებისგან შედგება.

თავისუფალი ცხიმოვანი მჟავა, ნახშირწყალბადის ჯაჭვის სიგრძის მიუხედავად, მეტაბოლურად ინერტულია და ვერ გაივლის რაიმე ტრანსფორმაციას, მათ შორის დაჟანგვას, სანამ არ გააქტიურდება.

ცხიმოვანი მჟავების გააქტიურება ხდება უჯრედის ციტოპლაზმაში, ATP-ის, შემცირებული CoA (KoA-SH) და Mg 2+ იონების მონაწილეობით.

რეაქცია კატალიზებულია ფერმენტ თიოკინაზას მიერ:

ამ რეაქციის შედეგად წარმოიქმნება აცილ-CoA, რომელიც წარმოადგენს ცხიმოვანი მჟავების აქტიურ ფორმას.გამოყოფილი და შესწავლილია რამდენიმე თიოკინაზა. ერთი მათგანი აკატალიზებს ცხიმოვანი მჟავების აქტივაციას ნახშირწყალბადის ჯაჭვის სიგრძით C2-დან C3-მდე, მეორე C4-დან C12-მდე და მესამე C10-დან C22-მდე.

ტრანსპორტირება მიტოქონდრიაში. ცხიმოვანი მჟავების კოენზიმურ ფორმას, ისევე როგორც თავისუფალ ცხიმოვან მჟავებს, არ აქვს უნარი შეაღწიოს მიტოქონდრიაში, სადაც რეალურად ხდება მათი დაჟანგვა.

დადგენილია, რომ ცხიმოვანი მჟავების აქტიური ფორმის მიტოქონდრიებში გადატანა ხდება აზოტოვანი ბაზის კარნიტინის მონაწილეობით. ცხიმოვან მჟავებთან შერწყმით ფერმენტ აცილკარნიტინ ტრანსფერაზას გამოყენებით, კარნიტინი წარმოქმნის აცილკარნიტინს, რომელსაც აქვს უნარი შეაღწიოს მიტოქონდრიულ მემბრანაში.

მაგალითად, პალმიტის მჟავას შემთხვევაში, პალმიტილ-კარნიტინის წარმოქმნა წარმოდგენილია შემდეგნაირად:

მიტოქონდრიული მემბრანის შიგნით, CoA და მიტოქონდრიული პალმიტილ-კარნიტინ ტრანსფერაზას მონაწილეობით, ხდება საპირისპირო რეაქცია - პალმიტილ-კარნიტინის გახლეჩა; ამ შემთხვევაში კარნიტინი ბრუნდება უჯრედის ციტოპლაზმაში, ხოლო პალმიტის მჟავის აქტიური ფორმა, პალმიტილ-CoA, გადადის მიტოქონდრიაში.

ჟანგვის პირველი ეტაპი. მიტოქონდრიის შიგნით, ცხიმოვანი მჟავების დეჰიდროგენაზების (FAD-შემცველი ფერმენტების) მონაწილეობით, იწყება ცხიმოვანი მჟავების აქტიური ფორმის დაჟანგვა ბეტა დაჟანგვის თეორიის შესაბამისად.

ამ შემთხვევაში, აცილ-CoA კარგავს წყალბადის ორ ატომს ალფა და ბეტა პოზიციებში, გადაიქცევა უჯერი აცილ-CoA-ში:

დატენიანება. უჯერი აცილ-CoA ამაგრებს წყლის მოლეკულას ფერმენტ ენოილ ჰიდრატაზას მონაწილეობით, რის შედეგადაც წარმოიქმნება ბეტა-ჰიდროქსიაცილ-CoA:

ცხიმოვანი მჟავების დაჟანგვის მეორე ეტაპი, ისევე როგორც პირველი, ხდება დეჰიდროგენაციით, მაგრამ ამ შემთხვევაში რეაქცია კატალიზებულია NAD-ის შემცველი დეჰიდროგენაზებით. დაჟანგვა ხდება ბეტა ნახშირბადის ატომის ადგილზე ამ პოზიციაზე კეტო ჯგუფის წარმოქმნით:

ერთი სრული დაჟანგვის ციკლის საბოლოო ეტაპი არის ბეტა-კეტოაცილ-CoA-ს დაშლა თიოლიზით (და არა ჰიდროლიზით, როგორც ფ. კნუპმა ივარაუდა). რეაქცია ხდება CoA-ს და ფერმენტ თიოლაზას მონაწილეობით. წარმოიქმნება ნახშირბადის ორი ატომით შემცირებული აცილ-CoA და გამოიყოფა ძმარმჟავას ერთი მოლეკულა აცეტილ-CoA-ს სახით:

აცეტილ-CoA განიცდის დაჟანგვას ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლში CO 2 და H 2 O-მდე, ხოლო აცილ-CoA კვლავ გადის ბეტა-ჟანგვის მთელ გზას და ეს გრძელდება აცილ-CoA-ს დაშლამდე, რომელიც სულ უფრო მცირდება ორით. ნახშირბადის ატომები გამოიწვევს ბოლო აცეტილ-CoA ნაწილაკების წარმოქმნას (სქემა 2).

ბეტა დაჟანგვის დროს, მაგალითად, პალმიტის მჟავა, მეორდება 7 დაჟანგვის ციკლი. ამრიგად, მისი დაჟანგვის საერთო შედეგი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ფორმულით:

C 15 H 31 COOH + ATP + 8KoA-SH + 7NAD + 7FAD + 7H 2 O -> 8CH 3 CO-SKoA + AMP + 7NAD-H 2 + 7FAD-H 2 + პიროფოსფატი

NAD-H 2-ის 7 მოლეკულის შემდგომი დაჟანგვა იძლევა ატფ-ის 21 მოლეკულის წარმოქმნას, FAD-H 2-ის 7 მოლეკულის დაჟანგვას - ატფ-ის 14 მოლეკულას და აცეტილ-CoA-ს 8 მოლეკულის დაჟანგვას ტრიკარბოქსილის მჟავას ციკლში. - ATP-ის 96 მოლეკულა. პალმიტის მჟავის გააქტიურებაზე თავიდანვე დახარჯული ატფ-ის ერთი მოლეკულის გათვალისწინებით, ცხოველურ ორგანიზმში პალმიტის მჟავის ერთი მოლეკულის სრული დაჟანგვის მთლიანი ენერგეტიკული გამოსავალი იქნება 130 ატფ მოლეკულა (გლუკოზის სრული დაჟანგვით. მოლეკულაში, იქმნება მხოლოდ 38 ATP მოლეკულა). ვინაიდან პალმიტის მჟავის ერთი მოლეკულის სრული წვის დროს თავისუფალი ენერგიის ცვლილება შეადგენს 2338 კკალს, ხოლო ატფ-ის ენერგიით მდიდარი ფოსფატური ბმა ხასიათდება 8 კკალ ღირებულებით, ადვილია გამოთვალოთ, რომ მთლიანი პოტენციალის დაახლოებით 48%. პალმიტის მჟავას ენერგია ორგანიზმში მისი დაჟანგვის დროს გამოიყენება ატფ-ის ხელახალი სინთეზისთვის, ხოლო დარჩენილი ნაწილი აშკარად იკარგება სითბოს სახით.

მცირე რაოდენობით ცხიმოვანი მჟავები ორგანიზმში განიცდის ომეგა-დაჟანგვას (დაჟანგვა მეთილის ჯგუფის ადგილზე) და ალფა-დაჟანგვას (მეორე C-ატომის ადგილზე). პირველ შემთხვევაში წარმოიქმნება დიკარბოქსილის მჟავა, მეორეში - ნახშირბადის ერთი ატომით შემცირებული ცხიმოვანი მჟავა.ორივე ტიპის დაჟანგვა ხდება უჯრედის მიკროსომებში.

ცხიმოვანი მჟავების სინთეზი

ვინაიდან ცხიმოვანი მჟავების ნებისმიერი დაჟანგვის რეაქცია თავისთავად შექცევადია, ვარაუდობენ, რომ ცხიმოვანი მჟავების ბიოსინთეზი არის მათი დაჟანგვის საპირისპირო პროცესი. ასე ითვლებოდა 1958 წლამდე, სანამ არ დადგინდა, რომ მტრედის ღვიძლის ექსტრაქტებში ცხიმოვანი მჟავების სინთეზი აცეტატიდან შეიძლებოდა მხოლოდ ATP-ისა და ბიკარბონატის თანდასწრებით. ბიკარბონატი აღმოჩნდა აბსოლუტურად აუცილებელი კომპონენტი, თუმცა ის თავად არ შედიოდა ცხიმოვანი მჟავის მოლეკულაში.

S.F. Wakil-ის, F. Linen-ის და R.V. Vagelos-ის გამოკვლევების წყალობით 60-70-იან წლებში. მე -20 საუკუნე აღმოჩნდა, რომ ცხიმოვანი მჟავების ბიოსინთეზის ფაქტობრივი ერთეულია არა აცეტილ-CoA, არამედ მალონილ-CoA. ეს უკანასკნელი წარმოიქმნება აცეტილ-CoA-ს კარბოქსილირებით:

სწორედ აცეტილ-CoA-ს კარბოქსილირებისთვის იყო საჭირო ბიკარბონატი, ATP და Mg2+ იონები. ფერმენტი, რომელიც ახდენს ამ რეაქციის კატალიზებას, აცეტილ-CoA კარბოქსილაზას, შეიცავს ბიოტინს, როგორც პროთეზირების ჯგუფს (იხ.). ავიდინი, ბიოტინის ინჰიბიტორი, აფერხებს ამ რეაქციას, ისევე როგორც ზოგადად ცხიმოვანი მჟავების სინთეზს.

ცხიმოვანი მჟავების მთლიანი სინთეზი, მაგალითად, პალმიტის მჟავა, მალონილ-CoA-ს მონაწილეობით შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგი განტოლებით:

როგორც ამ განტოლებიდან ჩანს, პალმიტის მჟავის მოლეკულის ფორმირებისთვის საჭიროა მალონილ-CoA-ს 7 მოლეკულა და აცეტილ-CoA-ს მხოლოდ ერთი მოლეკულა.

ცხიმის სინთეზის პროცესი დეტალურად არის შესწავლილი E. coli-ში და ზოგიერთ სხვა მიკროორგანიზმში. ფერმენტული სისტემა, რომელსაც ეწოდება ცხიმოვანი მჟავა სინთეტაზა E. coli-ში, შედგება 7 ინდივიდუალური ფერმენტისგან, რომლებიც დაკავშირებულია ე.წ. აცილის გადაცემის ცილა (APP). AP B იზოლირებული იყო მისი სუფთა სახით და შესწავლილი იყო მისი პირველადი სტრუქტურა. მოლ. ამ ცილის წონაა 9750. შეიცავს ფოსფორილირებულ პანთეთეინს თავისუფალი SH ჯგუფით. AP B-ს არ გააჩნია ფერმენტული აქტივობა. მისი ფუნქცია დაკავშირებულია მხოლოდ აცილის რადიკალების გადაცემასთან. E. coli-ში ცხიმოვანი მჟავების სინთეზისთვის რეაქციების თანმიმდევრობა შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად:

შემდეგ, რეაქციის ციკლი მეორდება, ბეტა-კეტოკაპრონილ-S-ACP NADP-H2-ის მონაწილეობით მცირდება ბეტა-ჰიდროქსიკაპრონილ-S-ACP-მდე, ეს უკანასკნელი განიცდის დეჰიდრატაციას უჯერი ჰექსენილ-S-ACP-ის წარმოქმნით, რომელიც შემდეგ ხდება. დაყვანილია გაჯერებულ კაპრონილ-S-ACP-მდე, რომელსაც აქვს ბუტირილ-S-APB-ზე ორი ატომით გრძელი ნახშირბადის ჯაჭვი და ა.შ.

ამრიგად, ცხიმოვანი მჟავების სინთეზში რეაქციების თანმიმდევრობა და ბუნება, დაწყებული ბეტა-კეტოაცილ-S-ACP-ის წარმოქმნით და დამთავრებული ჯაჭვის გაფართოების ერთი ციკლის დასრულებით ორი C-ატომით, არის დაჟანგვის საპირისპირო რეაქციები. ცხიმოვანი მჟავები.თუმცა სინთეზის გზები და სითხეების დაჟანგვა ნაწილობრივაც კი არ იკვეთება.

შეუძლებელი იყო ACP-ის აღმოჩენა ცხოველის ქსოვილებში. ღვიძლისგან იზოლირებულია მულტიფერმენტული კომპლექსი, რომელიც შეიცავს ცხიმოვანი მჟავების სინთეზისთვის აუცილებელ ყველა ფერმენტს, ამ კომპლექსის ფერმენტები იმდენად მჭიდროდ არის შეკრული ერთმანეთთან, რომ მათი ცალკეული იზოლაციის ყველა მცდელობა წარუმატებელი აღმოჩნდა. კომპლექსი შეიცავს ორ თავისუფალ SH ჯგუფს, რომელთაგან ერთი, როგორც ACP-ში, ეკუთვნის ფოსფორილირებულ პანთეინს, მეორე კი ცისტეინს. ცხიმოვანი მჟავების სინთეზის ყველა რეაქცია ხდება ზედაპირზე ან ამ მულტიფერმენტული კომპლექსის შიგნით. კომპლექსის თავისუფალი SH ჯგუფები (და შესაძლოა მის შემადგენლობაში შემავალი სერინის ჰიდროქსილის ჯგუფი) მონაწილეობენ აცეტილ-CoA-სა და მალონილ-CoA-ს შეკავშირებაში, ხოლო ყველა შემდგომ რეაქციაში კომპლექსის პანთეინის SH ჯგუფი ერთნაირ როლს ასრულებს. როგორც SH ჯგუფი ACP, ანუ მონაწილეობს აცილის რადიკალის შებოჭვასა და გადაცემაში:

ცხოველის ორგანიზმში რეაქციების შემდგომი მიმდინარეობა ზუსტად იგივეა, რაც ზემოთ იყო წარმოდგენილი E. coli-სთვის.

მე-20 საუკუნის შუა ხანებამდე. ითვლებოდა, რომ ღვიძლი ერთადერთი ორგანოა, სადაც ხდება ცხიმოვანი მჟავების სინთეზი, შემდეგ დადგინდა, რომ ცხიმოვანი მჟავების სინთეზი ასევე ხდება ნაწლავის კედელში, ფილტვის ქსოვილში, ცხიმოვან ქსოვილში, ძვლის ტვინში, ლ გააქტიურებული სარძევე ჯირკვალი და სისხლძარღვთა კედელშიც კი. რაც შეეხება სინთეზის უჯრედულ ლოკალიზაციას, არსებობს საფუძველი იმის დასაჯერებლად, რომ ის ხდება უჯრედის ციტოპლაზმაში. დამახასიათებელია, რომ hl სინთეზირდება ღვიძლის უჯრედების ციტოპლაზმაში. arr. პალმიტის მჟავა. რაც შეეხება სხვა ცხიმოვან მჟავებს, ღვიძლში მათი წარმოქმნის ძირითად გზას წარმოადგენს ჯაჭვის გახანგრძლივება, რომელიც ეფუძნება უკვე სინთეზირებულ პალმიტის მჟავას ან ეგზოგენური წარმოშობის ცხიმოვან მჟავებს, მიღებული ნაწლავებიდან. ამ გზით, მაგალითად, წარმოიქმნება თხევადი ნაერთები, რომლებიც შეიცავს 18, 20 და 22 C ატომს. ცხიმოვანი მჟავების წარმოქმნა ჯაჭვის გახანგრძლივების შედეგად ხდება უჯრედის მიტოქონდრიებსა და მიკროზომებში.

რეგულირდება ცხიმოვანი მჟავების ბიოსინთეზი ცხოველურ ქსოვილებში. დიდი ხანია ცნობილია, რომ შიმშილი და დიაბეტით დაავადებული ცხოველების ღვიძლი ნელ-ნელა ათავსებს 14C-აცეტატს კუჭში, იგივე დაფიქსირდა ცხოველებში, რომლებსაც ჭარბი რაოდენობით ცხიმი გაუკეთეს. დამახასიათებელია, რომ ასეთი ცხოველების ღვიძლის ჰომოგენატებში აცეტილ-CoA, მაგრამ არა მალონილ-CoA, ნელ-ნელა გამოიყენებოდა ცხიმოვანი მჟავების სინთეზისთვის. ამან გამოიწვია ვარაუდი, რომ პროცესის სიჩქარის შემზღუდველი რეაქცია, როგორც მთლიანობაში, დაკავშირებულია აცეტილ-CoA კარბოქსილაზას აქტივობასთან. მართლაც, F. Linen-მა აჩვენა, რომ CoA-ს გრძელი ჯაჭვის აცილის წარმოებულები 10 -7 M კონცენტრაციით აფერხებენ ამ კარბოქსილაზას აქტივობას. ამრიგად, ცხიმოვანი მჟავების დაგროვება თავისთავად აფერხებს მათ ბიოსინთეზს უკუკავშირის მექანიზმის მეშვეობით.

ცხიმოვანი მჟავების სინთეზის კიდევ ერთი მარეგულირებელი ფაქტორი, როგორც ჩანს, არის ლიმონმჟავა (ციტრატი). ციტრატის მოქმედების მექანიზმი ასევე დაკავშირებულია მის მოქმედებასთან აცეტილ-CoA კარბოქსილაზაზე. ციტრატის არარსებობის შემთხვევაში, აცეტილ-CoA - ღვიძლის კარბოქსილაზა არის არააქტიური მონომერის სახით მოლთან ერთად. მასით 540 000. ციტრატის თანდასწრებით ფერმენტი იქცევა აქტიურ ტრიმერად მოლით. წონა დაახლ. 1,800,000 და უზრუნველყოფს ცხიმოვანი მჟავების სინთეზის სიჩქარის 15-16-ჯერ ზრდას, ამიტომ შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ ციტრატის შემცველობა ღვიძლის უჯრედების ციტოპლაზმაში მარეგულირებელ გავლენას ახდენს ცხიმოვანი მჟავების სინთეზის სიჩქარეზე. მნიშვნელოვანია ცხიმოვანი მჟავების სინთეზისთვის NADPH 2-ის კონცენტრაცია უჯრედში.

უჯერი ცხიმოვანი მჟავების მეტაბოლიზმი

მოპოვებულია დამაჯერებელი მტკიცებულება, რომ ცხოველების ღვიძლში სტეარინის მჟავა შეიძლება გარდაიქმნას ოლეინის მჟავად, ხოლო პალმიტის მჟავა პალმიტოლეინის მჟავად. ეს ტრანსფორმაციები, რომლებიც ხდება უჯრედულ მიკროზომებში, საჭიროებს მოლეკულური ჟანგბადის არსებობას, პირიდინის ნუკლეოტიდების და ციტოქრომ b5-ის შემცირებულ სისტემას. მიკროზომებს შეუძლიათ აგრეთვე გადააქციონ მონოუჯერი ნაერთები დიუჯერიებად, მაგალითად, ოლეინის მჟავა 6,9-ოქტადეკადიენის მჟავად. მიკროზომებში ცხიმოვანი მჟავების დესატურაციასთან ერთად ხდება მათი გახანგრძლივებაც და ეს ორივე პროცესი შეიძლება გაერთიანდეს და განმეორდეს. ამ გზით, მაგალითად, ოლეინის მჟავისგან წარმოიქმნება ნერვული და 5, 8, 11-ეიკოსატეტრაენური მჟავები.

ამავდროულად, ადამიანის ქსოვილებმა და ზოგიერთმა ცხოველმა დაკარგა ზოგიერთი პოლიუჯერი ნაერთის სინთეზის უნარი. მათ შორისაა ლინოლეური (9,12-ოქტადეკადიენური), ლინოლენური (6,9,12-ოქტადეკატრიენური) და არაქიდონური (5, 8, 11, 14-ეიკოსატეტრაენური) ნაერთები. ეს ნაერთები კლასიფიცირდება როგორც არსებითი ცხიმოვანი მჟავები.საკვებიდან მათი ხანგრძლივი არარსებობის გამო ცხოველებს აღენიშნებათ ზრდის შეფერხება და ვითარდება კანისა და თმის დამახასიათებელი დაზიანებები. აღწერილია ადამიანებში არსებითი ცხიმოვანი მჟავების უკმარისობის შემთხვევები. ლინოლეინის და ლინოლენის მჟავები, რომლებიც შეიცავს ორ და სამ ორმაგ ბმას, შესაბამისად, ისევე როგორც მათთან დაკავშირებულ პოლიუჯერი ცხიმოვან მჟავებს (არაქიდონის მჟავა და ა.შ.) პირობითად გაერთიანებულია ჯგუფში სახელწოდებით "ვიტამინი F".

ბიოლ, არსებითი ცხიმოვანი მჟავების როლი უფრო ნათელი გახდა ფიზიოლოგიურად აქტიური ნაერთების ახალი კლასის - პროსტაგლანდინების აღმოჩენასთან დაკავშირებით (იხ.). დადგენილია, რომ არაქიდონის მჟავა და, უფრო მცირე ზომით, ლინოლეინის მჟავა არის ამ ნაერთების წინამორბედები.

ცხიმოვანი მჟავები სხვადასხვა ლიპიდების ნაწილია: გლიცერიდები, ფოსფატიდები (იხ.), ქოლესტერინის ეთერები (იხ.), სფინგოლიპიდები (იხ.) და ცვილები (იხ.).

ცხიმოვანი მჟავების ძირითადი პლასტიკური ფუნქცია მცირდება მათ მონაწილეობაზე ლიპიდების შემადგენლობაში ბიოლის, მემბრანების მშენებლობაში, რომლებიც ქმნიან ცხოველური და მცენარეული უჯრედების ჩონჩხს. ბიოლში გვხვდება მემბრანები hl. arr. შემდეგი ცხიმოვანი მჟავების ეთერები: სტეარინი, პალმიტური, ოლეური, ლინოლეური, ლინოლენური, არაქიდონური და დოკოზაჰექსაენური. ბიოლის ლიპიდების უჯერი ცხიმოვანი მჟავები, მემბრანები შეიძლება დაჟანგდეს ლიპიდური პეროქსიდების და ჰიდროპეროქსიდების წარმოქმნით - ე.წ. უჯერი ცხიმოვანი მჟავების პეროქსიდაცია.

ცხოველებისა და ადამიანების სხეულში ადვილად წარმოიქმნება მხოლოდ უჯერი ცხიმოვანი მჟავები ერთი ორმაგი კავშირით (მაგალითად, ოლეინის მჟავა). პოლიუჯერი ცხიმოვანი მჟავები წარმოიქმნება ბევრად ნელა, რომელთა უმეტესობა ორგანიზმს მიეწოდება საკვებით (არსებითი ცხიმოვანი მჟავები). არსებობს სპეციალური ცხიმოვანი საწყობები, საიდანაც ცხიმების ჰიდროლიზის (ლიპოლიზის) შემდეგ შესაძლებელია ცხიმოვანი მჟავების მობილიზება ორგანიზმის მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად.

ექსპერიმენტულად დადასტურდა, რომ დიდი რაოდენობით გაჯერებული ცხიმოვანი მჟავების შემცველი ცხიმების მიღება ხელს უწყობს ჰიპერქოლესტერინემიის განვითარებას; დიდი რაოდენობით უჯერი ცხიმოვანი მჟავების შემცველი მცენარეული ზეთების გამოყენება საკვებთან ერთად ხელს უწყობს სისხლში ქოლესტერინის შემცირებას (იხ. ცხიმის ცვლა).

მედიცინა უდიდეს ყურადღებას უთმობს უჯერი ცხიმოვან მჟავებს, დადგენილია, რომ პეროქსიდის მექანიზმით მათმა გადაჭარბებულმა დაჟანგვამ შეიძლება მნიშვნელოვანი როლი შეასრულოს სხვადასხვა პათოლოგიების განვითარებაში, მდგომარეობებში, მაგალითად, რადიაციული დაზიანებით, ავთვისებიანი ნეოპლაზმებით, ვიტამინის E დეფიციტით, ჰიპეროქსია და ნახშირბადის ტეტრაქლორიდით მოწამვლა. დაბერების დროს ქსოვილებში გროვდება უჯერი ცხიმოვანი მჟავების პეროქსიდაციის ერთ-ერთი პროდუქტი, ლიპოფუსცინი. უჯერი ცხიმოვანი მჟავების ეთილის ეთერების ნარევი, რომელიც შედგება ოლეინის მჟავა (დაახ. 15%), ლინოლეინის მჟავა (დაახ. 15%) და ლინოლენის მჟავა (დაახ. 57%), ე.წ. ლაინტოლი (იხ.), გამოიყენება ათეროსკლეროზის პროფილაქტიკასა და მკურნალობაში (იხ.) და გარედან კანის დამწვრობისა და რადიაციული დაზიანებების დროს.

კლინიკაში ყველაზე ფართოდ გამოიყენება თავისუფალი (არაესტერიფიცირებული) და ეთერთან დაკავშირებული ცხიმოვანი მჟავების რაოდენობრივი განსაზღვრის მეთოდები.ესტერთან დაკავშირებული ცხიმოვანი მჟავების რაოდენობრივი განსაზღვრის მეთოდები ეფუძნება მათ ტრანსფორმაციას შესაბამის ჰიდროქსამინურ მჟავებად. Fe 3+ იონებთან ურთიერთქმედების შედეგად წარმოიქმნება ფერადი რთული მარილები.

ჩვეულებრივ, სისხლის პლაზმაში შეიცავს 200-დან 450 მგ%-მდე ესტერიფიცირებულ ცხიმოვან მჟავებს და 8-დან 20 მგ%-მდე არაესტერიფიცირებულ ცხიმოვან მჟავებს, ამ უკანასკნელის შემცველობის მატება შეინიშნება დიაბეტის, ნეფროზის დროს, ადრენალინის შეყვანის შემდეგ. მარხვის დროს და ასევე ემოციური სტრესის დროს. არაესტერიფიცირებული ცხიმოვანი მჟავების შემცველობის დაქვეითება შეინიშნება ჰიპოთირეოზის დროს, გლუკოკორტიკოიდებით მკურნალობის დროს და ასევე ინსულინის ინექციის შემდეგ.

ცალკეული ცხიმოვანი მჟავები - იხილეთ სტატიები მათი სახელწოდებით (მაგალითად, არაქიდონის მჟავა, არაჩინის მჟავა, კაპროინის მჟავა, სტეარინის მჟავა და ა.შ.). აგრეთვე ცხიმის მეტაბოლიზმი, ლიპიდები, ქოლესტერინის ცვლა.

ცხრილი 1. ზოგიერთი ყველაზე გავრცელებული ცხიმოვანი მჟავების სახელები და ფორმულები

ზინოვიევი A.A. ცხიმების ქიმია, მ., 1952; Newholm E. and Start K. რეგულირება ცვლის, ტრანს. ინგლისურიდან, მ., 1977; Perekalin V.V. და Sonne S.A. Organic Chemistry, M., 1973; ლიპიდების ბიოქიმია და მეთოდოლოგია, რედ. A.R. Jonson-ის მიერ ა. J.B. Davenport, N.Y., 1971; ცხიმოვანი მჟავები, რედ. by K. S. Markley, pt 1-3, N. Y.-L., 1960-1964, ბიბლიოგრ.; ლიპიდური მეტაბოლიზმი, რედ. S. J. Wakil, N. Y.-L., 1970 წ.

A.N. კლიმოვი, A.I. არჩაკოვი.