Регуляция липидного обмена

Регуляция метаболизма липидов представляет интерес прежде всего в контексте регуляции энергетического потока и пути интеграции его с другими источниками энергии в тканях. Внутриклеточная регуляция процессов окисления и синтеза жирных кислот организована таким образом, что обеспечивает первоочередное использование в качестве энергетических субстратов углеводов и лишь по мере их исчерпания начинается окисление жирных кислот (рис. 23.18).

Как видно из схемы, приведенной на рис. 23.18, если в клетки печени поступает большое количество глюкозы, в результате пируватдегидрогеназной реакции она превращается в пиру ват, карбоксил ирование которого приводит к образованию оксалоацетата. Увеличение концентрации последнего усиливает транспорт ацетил-КоА с помощью нитратного механизма из матрикса митохондрий в цитоплазму. Цитоплазматический цитрат активирует ацетил-КоА;

Рис. 23.18. Схема регуляции окисления и синтеза жирных кислот: пунктиром показаны положительные (+) и отрицательные (-) эффекты карбоксилазу, что приводит к синтезу малонил-КоА, а следовательно, инициируется синтез жирных кислот. В свою очередь, малонил-КоА ингибирует карнитин-ацилтрансферазу — фермент, обеспечивающий транспорт ацетил-КоА в матрикс митохондрии, где происходит его окисление. Следовательно, активация биосинтеза жирных кислот автоматически выключает их распад. Если же концентрация глюкозы снижается, а соответственно уменьшается концентрация и оксалоацетата, создаются условия, открывающие путь для жирных кислот в митохондрии, где начинается их окисление, обеспечивающее потребности клетки в энергии.

Особую роль в регуляции метаболизма липидов играют гормоны. Следует обратить внимание на то, что жировой обмен регулируется практически теми же гормонами, что и обмен углеводов — адреналин и норадреналин, глюка гон, глюкокортикоиды, гормоны передней доли гипофиза (соматотропный гормон и АКТГ), а также тироксин и половые гормоны. Адреналин и норадреналин активируют липолиз в жировой ткани, в результате усиливается мобилизация жирных кислот из жировых депо и содержание неэстерифицированных жирных кислот в плазме повышается. Как уже отмечалось (гл. 23.3), эти гормоны через цАМФ активируют соответствующую протеинкиназу, которая способствует фосфорилированию липазы, т. е. образованию ее активной формы.

Кроме этого, известно, что глюкагон и адреналин через цАМФ-зависимую протеинкиназу катализируют фосфорилирование ацетил-КоА-карбоксилазы и переводят ее в неактивную форму, тем самым ингибируя процессы липогенеза. Что касается механизма регуляторного действия СТГ и АКТГ, также активирующих процессы липолиза, то первичный механизм их действия связан, по-видимому, с индукцией синтеза аденилатциклазы и гормончувствительной липазы. Здесь уместно напомнить, что если адреналин стимулирует липолиз почти мгновенно, то действие гормонов гипофиза на липолиз характеризуется наличием достаточно продолжительной лаг-фазы.

Инсулин оказывает противоположное адреналину и глюкагону действие на липолиз и мобилизацию жирных кислот. В настоящее время установлено, что инсулин стимулирует фосфодиэстеразную активность в жировой ткани и таким образом играет важную роль в поддержании стационарного уровня цАМФ в тканях, а следовательно, и образовании активной формы липазы. Инсулин оказывает стимулирующее действие на процессы биосинтеза жирных кислот и триацилглицеролов, окисление глюкозы и образование пирувата. Все эти эффекты зависят от концентрации глюкозы и могут быть объяснены способностью инсулина увеличивать поступление глюкозы в клетки жировой ткани.

Другие гормоны, в частности гормоны щитовидной железы, половые гормоны, сами по себе не оказывают прямого влияния на липолиз, действуют опосредованно, чаще всего как факторы, стимулирующие действие других гормонов.