معلومة

لماذا يتم إنتاج 6 جزيئات فقط من الماء في تخليق الحمض الدهني بالميتات؟

لماذا يتم إنتاج 6 جزيئات فقط من الماء في تخليق الحمض الدهني بالميتات؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

معادلة التخليق الحيوي هي

1 أسيتيل CoA + 7 Malonyl-CoA + 14 NADPH + 14H + -> بالميتات + 7 CO2 + 14 NADP + + 8HS-CoA + 6 H2O

لا أفهم حقًا كيف يتم إنتاج 6 ماء فقط ... وليس 7؟

في كل دورة يوجد تكثف لجزيء واحد من الماء.

ينتج عن الدور الأول 4 جزيئات كربون. نظرًا لأن بالميتات عبارة عن حمض دهني 16 درجة مئوية ، ويتم إضافة كربونين في كل دورة ، يجب أن يكون هناك 6 لفات متبقية ، ليصبح المجموع 7 دورات.

كل الأرقام الأخرى تبدو صحيحة. في البداية اعتقدت أن معلمي قد يرتكب خطأ ولكن في كل مكان أنظر إليه على الشبكة ، يقول 6 H2O.

شخص ما لديه تفسير لهذا؟

شكرا لك :)

تحرير: لقد وجدت الإجابة في Voet & Voet أمس. أقوم بإضافته هنا في حال كان يمكن أن يساعد شخصًا آخر!

في نهاية عملية التخليق الحيوي ، يتم ربط البالميتات ببروتين Acyl-Carrier (ACP) ويستغرق التحلل المائي لفصله ، ومن ثم H2O المفقود.


لقد وجدت الجواب في Voet & Voet أمس.

في نهاية عملية التخليق الحيوي ، يتم ربط البالميتات ببروتين Acyl-Carrier (ACP) ويستغرق التحلل المائي لفصله ، ومن ثم H2O المفقود.


2.7: الأحماض الدهنية

  • بمساهمة إ. ف. وونغ
  • Axolotl Academica Publishing (علم الأحياء) في Axolotl Academica Publishing

على عكس السكريات الأحادية والنيوكليوتيدات والأحماض الأمينية ، فإن الأحماض الدهنية ليست مونومرات مرتبطة ببعضها البعض لتكوين جزيئات أكبر بكثير. على الرغم من أنه يمكن ربط الأحماض الدهنية معًا ، على سبيل المثال ، في ثلاثي الجلسرين أو فوسفوليبيد ، إلا أنها لا ترتبط ببعضها البعض بشكل مباشر ، ولا تزيد بشكل عام عن ثلاثة في جزيء معين. الأحماض الدهنية نفسها عبارة عن سلاسل طويلة من ذرات الكربون تعلوها مجموعة الكربوكسيل. يمكن أن يختلف طول السلسلة ، على الرغم من أن معظمها يتراوح بين 14 و 20 ذرة كربون ، وفي النباتات والحيوانات ذات الترتيب الأعلى ، تعد الأحماض الدهنية التي تحتوي على 16 و 18 كربونًا هي الأنواع الرئيسية.

الشكل ( PageIndex <13> ). أحماض دهنية. (أعلى) حمض الستريك هو حمض دهني مشبع بالكامل بدون روابط كربون-كربون مزدوجة. (أسفل) حمض الأوليك هو حمض دهني غير مشبع.

نظرًا لآلية التوليف ، تحتوي معظم الأحماض الدهنية على عدد زوجي من الكربون ، على الرغم من أنه يمكن أيضًا إنشاء سلاسل الكربون ذات الأرقام الفردية. يمكن إنشاء المزيد من التنوع من خلال الروابط المزدوجة بين الكربون. سلاسل الأحماض الدهنية التي لا تحتوي على روابط مزدوجة مشبعة ، لأن كل كربون مشبع بأكبر عدد ممكن من ذرات الهيدروجين المترابطة. سلاسل الأحماض الدهنية ذات الروابط المزدوجة غير مشبعة (الشكل ( فهرس الصفحة <13> )). يطلق على أولئك الذين لديهم أكثر من رابطة مزدوجة متعددة عدم التشبع. الأحماض الدهنية في الخلايا حقيقية النواة مقسمة بالتساوي تقريبًا بين الأنواع المشبعة وغير المشبعة ، وقد يكون العديد من هذه الأخيرة غير مشبعة متعددة. في بدائيات النوى ، يكون التشبع المتعدد نادرًا ، لكن التعديلات الأخرى مثل التفرع والدوران تكون أكثر شيوعًا من حقيقيات النوى. ويرد أدناه جدول الأحماض الدهنية الشائعة.

حمض ميرستيك 14: 0 (14 ذرة كربون ، بدون روابط مزدوجة
حمض البالمتيك 16:0
حامض دهني 18:0
حمض الأراكيد 20:0
حمض البالميتوليك 16:1
حمض الأوليك 18:1
حمض اللينوليك 18:2
حمض الأراكيدونيك 2:4

هناك اختلافات فيزيائية كبيرة بين الأحماض الدهنية المشبعة وغير المشبعة بسبب هندسة الكربون مزدوج الترابط. الأحماض الدهنية المشبعة مرن للغاية مع دوران حر حول جميع روابط C-C الخاصة به. تعمل المخططات والصيغ الخطية المعتادة التي تصور الأحماض الدهنية المشبعة أيضًا على تفسير قدرة الأحماض الدهنية المشبعة على التكتل بإحكام معًا ، مع مساحة متداخلة صغيرة جدًا. من ناحية أخرى ، فإن الأحماض الدهنية غير المشبعة غير قادرة على حزمها بإحكام بسبب قيود الدوران التي تفرضها الرابطة المزدوجة. لا يمكن للكربون أن يدوروا حول الرابطة المزدوجة ، لذلك يوجد الآن & ldquokink & rdquo في السلسلة. بشكل عام ، يكون الكربون مزدوج الترابط في الأحماض الدهنية في تكوين رابطة الدول المستقلة ، مما يؤدي إلى انحناء بمقدار 30 درجة في الهيكل.

الشكل ( PageIndex <14> ). الدهون الثلاثية. تتشكل هذه الدهون عن طريق اقتران الجلسرين مع ثلاث سلاسل أسيل دهنية من خلال روابط استر من كل أكسجين جلسرين.

الأحماض الدهنية داخل الخلايا عادة ما تكون أجزاء من جزيئات أكبر ، بدلاً من الأحماض الحرة. بعض الدهون الأكثر شيوعًا المشتقة من الأحماض الدهنية هي ثلاثي الجلسرين ، الفوسفوجليسريد ، والسفينجوليبيدات. Triacylglycerols ، كما يوحي الاسم ، عبارة عن ثلاث سلاسل من الأحماض الدهنية (الأسيل) متصلة بجزيء الجلسرين بواسطة روابط استر (الشكل ( فهرس الصفحة <14> )). قد تحتوي Triacylglycerols ، المعروفة أيضًا باسم الدهون الثلاثية ، على أحماض دهنية من نفس الأحماض (triacylglycerols) أو أنواع مختلفة (triacylglycerols مختلطة). مخاليط من هذه هي جزيئات تخزين الطاقة الأولية طويلة الأجل لمعظم الكائنات الحية. على الرغم من أنه قد يشار إليها بالعامية بالدهون أو الزيوت ، فإن الاختلاف الحقيقي الوحيد هو درجة تشبع الأحماض الدهنية المكونة لها. المخاليط التي تحتوي على نسب أعلى من الأحماض الدهنية المشبعة لها نقطة انصهار أعلى وإذا كانت صلبة في درجة حرارة الغرفة ، يشار إليها باسم الدهون. مخاليط Triacylglycerol المتبقية في درجة حرارة الغرفة هي الزيوت.

في الطب البشري ، الاختبار الشائع لعوامل خطر الإصابة بأمراض القلب هو قياس مستويات الدهون الثلاثية في الدم. على الرغم من أن أنواع الخلايا المختلفة يمكن أن تصنع وتستخدم الدهون الثلاثية ، إلا أن معظم الدهون الثلاثية لدى الأشخاص تتركز في الأنسجة الدهنية ، والتي تتكون من الخلايا الدهنية أو الخلايا الدهنية ، على الرغم من أن الكبد يعد أيضًا مخزنًا مهمًا للدهون. تخصصت هذه الخلايا في حمل الكريات الدهنية التي تشغل معظم حجم الخلية. عندما تكون مستويات الدهون الثلاثية في الدم مرتفعة ، فهذا يعني أن الدهون يتم إنتاجها أو تناولها بشكل أسرع مما يمكن أن تمتصه الخلايا الشحمية.

الشكل ( PageIndex <15> ). الفسفوليبيد: العمود الفقري للجليسرول (أحمر) يتصل بحموضين دهنيين ومجموعة الفوسفات والرأس القطبية.

الفسفوليبيدات (وتسمى أيضًا فوسفوجليسريد أو جليسيروفوسفوليبيد) ، تعتمد أيضًا على ارتباط الأحماض الدهنية بالجلسرين. ومع ذلك ، بدلاً من ثلاثة ذيول أسيل دهنية ، يوجد اثنان فقط ، وفي المركز الثالث توجد مجموعة فوسفات (الشكل ( فهرس الصفحة <15> )). ترتبط مجموعة الفوسفات أيضًا بـ & ldquohead group & rdquo. تحدد هوية مجموعة الرأس اسم الجزيء ، إلى جانب ذيول الأسيل الدهنية. في الشكل المثال ، يشير 1-stearoyl إلى حامض دهني على 1-كربون من العمود الفقري للجليسرول. 2-بالميتويل يشير إلى حمض البالمتيك على 2-كربون من الجلسرين ، ويشير فوسفاتيدي إيثانولامين إلى مجموعة الفوسفات وإيثانول أمين المرتبط به ، المرتبطة بغليسيرول 3-كربون. بسبب مجموعة الفوسفات سالبة الشحنة ، ومجموعة الرأس التي غالبًا ما تكون قطبية أو مشحونة ، فإن الفسفوليبيدات هي amphipathic - تحمل طابعًا قويًا كارهًا للماء في ذيول الأسيل الدهنية ، وطبيعة محبة للماء قوية في مجموعة الرأس. هذه الأمفيباثيكالية حاسمة في دور الفوسفوليبيد كمكون أساسي للأغشية الخلوية.

الشكل ( PageIndex <16> ). تعتمد السفينجوليبيدات على الكحول الأميني ، السفينجوزين (أ). السيراميد له ذيل من الأحماض الدهنية ، والسيراميد مع مجموعة رأس الفوسفوكولين هو سفينجوميلين (ب). إذا كانت المجموعة الرئيسية عبارة عن سكر ، فإن الجزيء عبارة عن مبيد دماغي. (ج)

الشحميات السفينغولية (الشكل ( فهرس الصفحة <16> )) هي أيضًا مكونات مهمة للأغشية ، ولا تعتمد على العمود الفقري للجليسرول ، ولكن على الكحول الأميني أو السفينغوزين (أو ثنائي هيدرو سفينغوزين). هناك أربعة أنواع رئيسية من سفينجوليبيدات: سيراميد ، سفينجوميلين ، سيريبروسيد ، وجانجليوسيدات. السيراميد عبارة عن جزيئات سفينجوزين ذات ذيل من الأحماض الدهنية مرتبطة بالمجموعة الأمينية. السفينجوميلين عبارة عن سيراميدات يتم فيها ربط الفوسفوكولين أو الفوسفويثانولامين بـ 1-كربون. Cerebrosides و gangliosides هي جليكوليبيدات - لديهم سكر أو سكريات ، على التوالي ، مرتبطة بكربون 1 من سيراميد. تحتوي جميع السكريات قليلة التعدد المرتبطة بالعقيدات على بقايا حمض السياليك واحدة على الأقل. بالإضافة إلى كونها مكونًا هيكليًا لغشاء الخلية ، فإن الغانجليوسيدات مهمة بشكل خاص في التعرف على الخلايا.

يتم تعريف الدهون بشكل غامض على أنها مركبات بيولوجية غير قابلة للذوبان في الماء ولكنها قابلة للذوبان في المذيبات العضوية مثل الميثانول أو الكلوروفورم. وهذا يشمل مشتقات الأحماض الدهنية المذكورة أعلاه ، ويتضمن الموضوع الأخير لهذا الفصل ، الكوليسترول. الكوليسترول (الشكل ( PageIndex <17> )) هو المشتق البيولوجي الرئيسي لسيكلوبنتانوبيرفينانثرين ، وهو هيدروكربون مشبع يتكون من أربعة تشكيلات حلقية منصهرة. وهو مكون مهم لأغشية البلازما في الخلايا الحيوانية ، وهو أيضًا مقدمة التمثيل الغذائي لهرمونات الستيرويد ، مثل الكورتيزول أو ب-استراديول. تحتوي الخلايا النباتية على القليل من الكوليسترول ، إن وجد ، ولكن توجد أنواع أخرى من الستيرول مثل ستيغماستيرول. وبالمثل ، فإن الفطريات لها الستيرولات الخاصة بها. ومع ذلك ، لا تحتوي بدائيات النوى ، في معظمها ، على أي جزيئات ستيرول.


محتويات

توجد الأحماض الدهنية ذات السلسلة المستقيمة في نوعين: مشبع وغير مشبع.

تحرير الأحماض الدهنية المشبعة ذات السلسلة المستقيمة

يحدث تخليق الأحماض الدهنية ذات السلسلة المستقيمة من خلال التفاعلات الست المتكررة الموضحة أدناه ، تمامًا مثل أكسدة البيتا ، حتى يتم إنتاج حمض البالمتيك المكون من 16 كربونًا. [1] [2]

توضح الرسوم البيانية المقدمة كيف يتم تصنيع الأحماض الدهنية في الكائنات الحية الدقيقة وتسرد الإنزيمات الموجودة في الإشريكية القولونية. [1] يتم تنفيذ هذه التفاعلات بواسطة سينثاز الأحماض الدهنية II (FASII) ، والتي تحتوي بشكل عام على إنزيمات متعددة تعمل كمركب واحد. يوجد FASII في بدائيات النوى والنباتات والفطريات والطفيليات ، وكذلك في الميتوكوندريا. [3]

في الحيوانات ، وكذلك بعض الفطريات مثل الخميرة ، تحدث هذه التفاعلات نفسها على سينثاز الأحماض الدهنية I (FASI) ، وهو بروتين كبير ثنائي النواة يحتوي على جميع الأنشطة الأنزيمية اللازمة لتكوين حمض دهني. FASI أقل كفاءة من FASII ومع ذلك ، فهي تسمح بتكوين المزيد من الجزيئات ، بما في ذلك الأحماض الدهنية "متوسطة السلسلة" عبر الإنهاء المبكر للسلسلة. [3]

بمجرد تكوين حمض دهني كربوني بنسبة 16: 0 ، يمكن أن يخضع لعدد من التعديلات ، مما يؤدي إلى إزالة التشبع و / أو الاستطالة. يتم إجراء الاستطالة ، بدءًا من الإستيرات (18: 0) ، بشكل أساسي في ER بواسطة عدة إنزيمات مرتبطة بالغشاء. الخطوات الأنزيمية المتضمنة في عملية الاستطالة هي في الأساس نفس الخطوات التي يقوم بها FAS ، ولكن يتم تنفيذ الخطوات الأربع الرئيسية المتتالية للاستطالة بواسطة بروتينات فردية ، والتي قد تكون مرتبطة ماديًا. [4] [5]

لاحظ أنه أثناء التخليق الدهني ، يكون العامل المختزل هو NADPH ، بينما NAD هو العامل المؤكسد في أكسدة بيتا (انهيار الأحماض الدهنية إلى acetyl-CoA). يمثل هذا الاختلاف مثالًا على مبدأ عام يُستهلك NADPH أثناء تفاعلات التخليق الحيوي ، بينما يتم إنشاء NADH في تفاعلات منتجة للطاقة. [6] (وبالتالي فإن NADPH مطلوب أيضًا لتخليق الكوليسترول من أسيتيل CoA بينما يتم إنشاء NADH أثناء تحلل السكر.) مصدر NADPH ذو شقين. عندما يتم نزع الكربوكسيل من مالات عن طريق "إنزيم ماليك المرتبط بـ NADP +" لتكوين البيروفات ، أول أكسيد الكربون2 و NADPH. يتكون NADPH أيضًا من مسار فوسفات البنتوز الذي يحول الجلوكوز إلى ريبوز ، والذي يمكن استخدامه في تخليق النيوكليوتيدات والأحماض النووية ، أو يمكن تقويضه إلى البيروفات. [6]

تحرير تحويل الكربوهيدرات إلى أحماض دهنية

في البشر ، تتكون الأحماض الدهنية من الكربوهيدرات في الغالب في الكبد والأنسجة الدهنية ، وكذلك في الغدد الثديية أثناء الرضاعة.

يعتبر البيروفات الناتج عن تحلل السكر وسيطًا مهمًا في تحويل الكربوهيدرات إلى أحماض دهنية وكوليسترول. [6] يحدث هذا من خلال تحويل البيروفات إلى أسيتيل CoA في الميتوكوندريا. ومع ذلك ، يجب نقل مادة الأسيتيل CoA إلى العصارة الخلوية حيث يحدث تخليق الأحماض الدهنية والكوليسترول. لا يمكن أن يحدث هذا مباشرة. للحصول على أسيتيل CoA العصاري الخلوي ، تتم إزالة السترات (الناتجة عن تكثيف أسيتيل CoA مع أوكسالأسيتات) من دورة حمض الستريك وتنقل عبر الغشاء الداخلي للميتوكوندريا إلى العصارة الخلوية. [6] هناك يتم شقها بواسطة ATP سترات لياز إلى أسيتيل CoA و oxaloacetate. يمكن استخدام أوكسالو أسيتات لتكوين السكر (في الكبد) ، أو يمكن إعادتها إلى الميتوكوندريا على شكل مالات. [7] أسيتيل CoA العصاري الخلوي يتم تحويله بالكربوكسيل بواسطة acetyl CoA carboxylase إلى malonyl CoA ، وهي أول خطوة ملتزمة في تخليق الأحماض الدهنية. [7] [8]

لا تستطيع الحيوانات إعادة تصنيع الكربوهيدرات من الأحماض الدهنية

الوقود الرئيسي المخزن في أجسام الحيوانات هو الدهون. يبلغ متوسط ​​مخزون الدهون لدى الشاب البالغ حوالي 15-20 كجم ، ولكنه يختلف اختلافًا كبيرًا حسب العمر والجنس والتصرف الفردي. [9] في المقابل ، يخزن جسم الإنسان حوالي 400 جرام فقط من الجليكوجين ، منها 300 جرام محبوس داخل عضلات الهيكل العظمي وغير متاح للجسم ككل. يتم استنفاد 100 جرام أو نحو ذلك من الجليكوجين المخزن في الكبد خلال يوم واحد من الجوع. [10] بعد ذلك ، يجب تصنيع الجلوكوز الذي يطلقه الكبد في الدم للاستخدام العام بواسطة أنسجة الجسم ، من الأحماض الأمينية السكرية وعدد قليل من ركائز الجلوكوز الأخرى التي لا تحتوي على الأحماض الدهنية. [11]

يتم تقسيم الأحماض الدهنية إلى acetyl-CoA عن طريق أكسدة بيتا داخل الميتوكوندريا ، بينما يتم تصنيع الأحماض الدهنية من acetyl-CoA خارج الميتوكوندريا ، في العصارة الخلوية. المساران مختلفان ، ليس فقط في مكان حدوثهما ، ولكن أيضًا في التفاعلات التي تحدث ، والركائز المستخدمة. المساران مثبطان بشكل متبادل ، ويمنعان أسيتيل CoA الناتج عن أكسدة بيتا من دخول المسار الاصطناعي عبر تفاعل أسيتيل CoA carboxylase. [11] كما أنه لا يمكن تحويله إلى بيروفات لأن تفاعل إزالة الكربوكسيل من البيروفات لا رجوع فيه. [10] وبدلاً من ذلك يتكثف مع أوكسالأسيتات ، ليدخل في دورة حمض الستريك. خلال كل دورة من الدورة ، تترك ذرتان من الكربون الدورة على هيئة أول أكسيد الكربون2 في تفاعلات نزع الكربوكسيل المحفزة بواسطة نازعة هيدروجين الأيزوسيترات ونزع الهيدروجين ألفا كيتوجلوتارات. وبالتالي فإن كل دورة من دورة حمض الستريك تؤكسد وحدة أسيتيل- CoA أثناء تجديد جزيء أوكسالو أسيتات الذي تم دمج أسيتيل- CoA معه في الأصل لتكوين حمض الستريك. تحدث تفاعلات نزع الكربوكسيل قبل تكوين malate في الدورة. مالات هو المادة الوحيدة التي يمكن إزالتها من الميتوكوندريون لدخول مسار تكوين الجلوكوز لتكوين الجلوكوز أو الجليكوجين في الكبد أو أي نسيج آخر. [11] وبالتالي لا يمكن أن يكون هناك تحويل صافٍ للأحماض الدهنية إلى جلوكوز.

تمتلك النباتات فقط الإنزيمات اللازمة لتحويل أسيتيل CoA إلى أوكسالو أسيتات والتي يمكن من خلالها تكوين مالات ليتم تحويلها في النهاية إلى جلوكوز. [11]

يتم تشكيل Acetyl-CoA إلى malonyl-CoA بواسطة acetyl-CoA carboxylase ، وعند هذه النقطة يكون من المقرر أن يتغذى malonyl-CoA في مسار تخليق الأحماض الدهنية. إن كاربوكسيلاز Acetyl-CoA هو نقطة التنظيم في تخليق الأحماض الدهنية المشبعة ذات السلسلة المستقيمة ، ويخضع لكل من الفسفرة والتنظيم الخيفي. يحدث التنظيم عن طريق الفسفرة في الغالب في الثدييات ، بينما يحدث التنظيم الخيفي في معظم الكائنات الحية. يحدث التحكم الخيفي كتثبيط التغذية المرتدة بواسطة palmitoyl-CoA والتنشيط بواسطة السترات. عندما تكون هناك مستويات عالية من البالميتويل- CoA ، المنتج النهائي لتخليق الأحماض الدهنية المشبعة ، فإنه يعطل نشاط أسيتيل CoA carboxylase لمنع تراكم الأحماض الدهنية في الخلايا. يعمل السيترات على تنشيط acetyl-CoA carboxylase تحت مستويات عالية ، لأن المستويات العالية تشير إلى وجود ما يكفي من acetyl-CoA لتغذية دورة كريبس والحفاظ على الطاقة. [12]

تتسبب مستويات الأنسولين المرتفعة في بلازما الدم (على سبيل المثال بعد الوجبات) في إزالة الفسفرة من أسيتيل CoA carboxylase ، وبالتالي تعزيز تكوين malonyl-CoA من acetyl-CoA ، وبالتالي تحويل الكربوهيدرات إلى أحماض دهنية ، في حين أن الأدرينالين والجلوكاجون (يتم إطلاقه في الدم أثناء الجوع والتمرين) يتسبب في فسفرة هذا الإنزيم ، مما يثبط تكوين الدهون لصالح أكسدة الأحماض الدهنية عن طريق أكسدة بيتا. [6] [8]

تحرير الأحماض الدهنية ذات السلسلة المستقيمة غير المشبعة

تحرير إزالة التشبع اللاهوائي

تستخدم العديد من البكتيريا المسار اللاهوائي لتصنيع الأحماض الدهنية غير المشبعة. لا يستخدم هذا المسار الأكسجين ويعتمد على الإنزيمات لإدخال الرابطة المزدوجة قبل الاستطالة باستخدام آلية تصنيع الأحماض الدهنية العادية. في الإشريكية القولونية، هذا المسار مفهوم جيدًا.

  • FabA عبارة عن ديهيدراز β-hydroxydecanoyl-ACP - وهو خاص بالوسيط لتخليق الأحماض الدهنية المشبعة بـ 10 كربون (β-hydroxydecanoyl-ACP).
  • يحفز FabA تجفيف β-hydroxydecanoyl-ACP ، مما يتسبب في إطلاق الماء وإدخال الرابطة المزدوجة بين عد C7 و C8 من نهاية الميثيل. هذا يخلق وسيطة trans-2-decenoyl.
  • يمكن تحويل إما الوسيط trans-2-decenoyl إلى مسار تخليق الأحماض الدهنية المشبعة الطبيعي بواسطة FabB ، حيث يتم تحلل الرابطة المزدوجة ويكون المنتج النهائي عبارة عن حمض دهني مشبع ، أو FabA سوف يحفز الأزمرة في رابطة الدول المستقلة- 3-ديسينويل وسيط.
  • FabB هو β-ketoacyl-ACP synthase الذي يطول ويتوسط القنوات في مسار تخليق الأحماض الدهنية السائدة. عندما يتفاعل FabB مع وسيط cis-decenoyl ، فإن المنتج النهائي بعد الاستطالة سيكون حمض دهني غير مشبع. [13]
  • الأحماض الدهنية الرئيسية غير المشبعة المصنعة هما Palmitoleoyl-ACP (16: 1ω7) و cis-Vacenoyl-ACP (18: 1ω7). [14]

تحتوي معظم البكتيريا التي تخضع لإزالة التشبع اللاهوائي على متماثلات من FabA و FabB. [15] المطثيات هي الاستثناء الرئيسي حيث تمتلك إنزيمًا جديدًا ، لم يتم تحديده بعد ، والذي يحفز تكوين الرابطة المزدوجة لرابطة الدول المستقلة. [14]

يخضع هذا المسار لتنظيم النسخ بواسطة FadR و FabR. FadR هو البروتين الذي تمت دراسته على نطاق واسع ويعزى إليه خصائص ثنائية الوظيفة. يعمل كمنشط لـ فابا و فاب النسخ وكمثبط لنظام الأكسدة بيتا. في المقابل ، يعمل FabR كمثبط لنسخ fabA و fabB. [13]

تحرير إزالة التشبع الهوائية

إزالة التشبع الهوائية هو المسار الأكثر انتشارًا لتخليق الأحماض الدهنية غير المشبعة. يتم استخدامه في جميع حقيقيات النوى وبعض بدائيات النوى. يستخدم هذا المسار desaturases لتجميع الأحماض الدهنية غير المشبعة من ركائز الأحماض الدهنية المشبعة كاملة الطول. [16] تتطلب جميع أجهزة إزالة التشبع الأكسجين وتستهلك NADH في النهاية على الرغم من أن إزالة التشبع هي عملية مؤكسدة. تعتبر Desaturases خاصة بالرابطة المزدوجة التي تحفزها في الركيزة. في Bacillus subtilis ، فإن desaturase ، Δ 5 -Des ، خاص بإحداث رابطة ثنائية رابطة الدول المستقلة في الموضع Δ 5. [7] [16] خميرة الخميرة يحتوي على واحد desaturase ، Ole1p ، والذي يحفز الرابطة المزدوجة لرابطة الدول المستقلة عند Δ 9. [7]

في الثدييات ، يتم تحفيز إزالة التشبع الهوائية بواسطة مركب من ثلاثة إنزيمات مرتبطة بالغشاء (NADH- السيتوكروم ب5 اختزال ، السيتوكروم ب5، وأ desaturase). تسمح هذه الإنزيمات للأكسجين الجزيئي ، O2، للتفاعل مع سلسلة أسيل- CoA الدهنية المشبعة ، لتشكيل رابطة مزدوجة وجزيئين من الماء ، H2O. يأتي إلكترونان من NADH + H + واثنان من الرابطة الأحادية في سلسلة الأحماض الدهنية. [6] ومع ذلك ، فإن إنزيمات الثدييات هذه غير قادرة على إدخال روابط مزدوجة في ذرات الكربون بعد C-9 في سلسلة الأحماض الدهنية. [ملحوظة 1].] ومن ثم لا تستطيع الثدييات تصنيع لينولات أو لينولينات (التي لها روابط مزدوجة في C-12 (= Δ 12) ، أو C-12 و C-15 (= Δ 12 و Δ 15) ، على التوالي ، وكذلك في الموضع Δ 9) ، ولا حمض الأراكيدونيك المكون من 20 كربونًا غير المشبع المشتق من اللينوليات. هذه كلها تسمى الأحماض الدهنية الأساسية ، مما يعني أنها مطلوبة من قبل الكائن الحي ، ولكن لا يمكن توفيرها إلا من خلال النظام الغذائي. (حمض الأراكيدونيك هو مقدمة البروستاجلاندين التي تؤدي مجموعة متنوعة من الوظائف مثل الهرمونات المحلية.) [6]

سلسلة الأحماض الدهنية الفردية تحرير

الأحماض الدهنية ذات السلسلة الفردية (OCFAs) هي تلك الأحماض الدهنية التي تحتوي على عدد فردي من ذرات الكربون. أكثر OCFAs شيوعًا هي مشتقات C15 و C17 المشبعة ، على التوالي حمض البنتاديكانويك وحمض هيبتاديكانويك. [17] يتم تصنيع الأحماض الدهنية الزوجية المتسلسلة عن طريق تجميع سلائف أسيتيل CoA ، ومع ذلك ، يتم استخدام بروبيونيل CoA بدلاً من أسيتيل CoA كأساس للتخليق الحيوي للأحماض الدهنية طويلة السلسلة مع عدد فردي من ذرات الكربون. [18]

اللائحة في B. الرقيقة، يتم تنظيم هذا المسار بواسطة نظام مكون من عنصرين: DesK و DesR. DesK عبارة عن كيناز مرتبط بالغشاء و DesR هو منظم نسخي لـ ديس الجين. [7] [16] اللائحة تستجيب لدرجة الحرارة عندما يكون هناك انخفاض في درجة الحرارة ، وهذا الجين منظم. تعمل الأحماض الدهنية غير المشبعة على زيادة سيولة الغشاء وتثبيته في درجات حرارة منخفضة. DesK هو بروتين المستشعر الذي ، عندما يكون هناك انخفاض في درجة الحرارة ، سوف يتفوسفور ذاتيًا. سيقوم DesK-P بنقل مجموعة الفوسفوريل الخاصة به إلى DesR. سوف يتضاءل اثنان من بروتينات DesR-P ويرتبطان بمحفزات الحمض النووي لـ ديس الجين وتجنيد بوليميراز الحمض النووي الريبي لبدء النسخ. [7] [16]

الزائفة الزنجارية

بشكل عام ، لن يحدث كل من تخليق الأحماض الدهنية اللاهوائية والهوائية غير المشبعة داخل نفس النظام ، ومع ذلك الزائفة الزنجارية و فيبريو ABE-1 استثناءات. [19] [20] [21] بينما P. الزنجارية يخضع لإزالة التشبع اللاهوائي في المقام الأول ، كما يخضع لمسارين هوائية. يستخدم أحد المسارين Δ 9-ديساتوراز (DesA) الذي يحفز تكوين رابطة مزدوجة في دهون الغشاء. يستخدم مسار آخر بروتينين ، DesC و DesB ، معًا ليكونا بمثابة Δ 9 -desaturase ، والذي يُدخل رابطة مزدوجة في جزيء CoA من الأحماض الدهنية المشبعة. يتم تنظيم هذا المسار الثاني بواسطة بروتين مثبط DesT. DesT هو أيضا القامع من فاباب تعبير عن إزالة التشبع اللاهوائي عند وجود أحماض دهنية غير مشبعة خارجية. يعمل هذا على تنسيق التعبير عن المسارين داخل الكائن الحي. [20] [22]

عادة ما تكون الأحماض الدهنية المتفرعة مشبعة وتوجد في عائلتين متميزتين: سلسلة iso وسلسلة anteiso. لقد وجد أن الأكتينوميسيتال يحتوي على آليات فريدة لتخليق الأحماض الدهنية ذات السلسلة الفرعية ، بما في ذلك تلك التي تشكل حمض السلي.


ناتج ATP من أكسدة الأحماض الدهنية

تعتمد كمية الـ ATP التي يتم الحصول عليها من أكسدة الأحماض الدهنية على حجم الحمض الدهني الذي يتأكسد. لأغراضنا هنا. نحن و rsquoll ندرس حمض البالمتيك ، وهو حمض دهني مشبع يحتوي على 16 ذرة كربون ، كأحماض دهنية نموذجية في النظام الغذائي للإنسان. يوفر حساب إنتاجية الطاقة نموذجًا لتحديد إنتاجية ATP لجميع الأحماض الدهنية الأخرى.

يتطلب تحلل 1 مول من حمض البالمتيك بواسطة كائن حي 1 مول من ATP (للتنشيط) ويشكل 8 مول من acetyl-CoA. تذكر من الجدول 20.4.1 أن كل مول من أسيتيل CoA يتم استقلابه بواسطة دورة حمض الستريك ينتج 10 مول من ATP. يتطلب التحلل الكامل لمول واحد من حمض البالمتيك تكرار تفاعلات أكسدة وبيتا سبع مرات. وهكذا ، 7 مول من NADH و 7 مول من FADH2 يتم إنتاجها. ينتج عن إعادة أكسدة هذه المركبات عن طريق التنفس 2.5 & ndash3 و 1.5 & ndash2 مول من ATP ، على التوالي. يمكن تلخيص حسابات الطاقة على النحو التالي:

1 مول من ATP ينقسم إلى AMP و 2Pأنا & ناقص 2 ATP
تم تكوين 8 مول من أسيتيل CoA (8 مرات 12) 96 ATP
7 مول من FADH2 تشكلت (7 مرات 2) 14 ATP
تم تكوين 7 مول من NADH (7 مرات 3) 21 ATP
المجموع 129 ATP

عدد مرات تكرار وأكسدة بيتا لحمض دهني يحتوي على ذرات كربون n هو n / 2 & ndash 1 لأن الدور النهائي ينتج جزيئين من acetyl-CoA.

يطلق احتراق 1 مول من حمض البالمتيك كمية كبيرة من الطاقة:

[C_ <16> H_ <32> O_2 + 23O_2 & rarr 16CO_2 + 16H_2O + 2340 kcal ]

النسبة المئوية لهذه الطاقة التي تحفظها الخلية على شكل ATP هي كما يلي:

كفاءة التمثيل الغذائي للأحماض الدهنية يمكن مقارنتها بكفاءة التمثيل الغذائي للكربوهيدرات ، والتي حسبناها بنسبة 42٪. لمزيد من المعلومات حول كفاءة استقلاب الأحماض الدهنية ، انظر القسم 20.5.

ينتج عن أكسدة الأحماض الدهنية كميات كبيرة من الماء. هذه المياه التي تغذي الطيور والحيوانات المهاجرة (مثل الإبل) لفترات طويلة من الزمن.


ليبيدز | أحماض دهنية

الأسماء التافهة والتسميات المنهجية

تُعرف الأحماض الدهنية بعدة أسماء: الأحماض الدهنية المتطايرة من C. 1 إلى C.5والأحماض الدهنية من ج6 إلى C.24، الأحماض الدهنية طويلة السلسلة من C.25 إلى C.40، والأحماض الدهنية طويلة السلسلة جدًا فوق C40. يمكن للمرء أيضًا العثور على أسماء أخرى في التسميات الكيميائية. الاسم الصحيح لهذه المجموعة من الأحماض الأليفاتية الكربوكسيلية (مع أو بدون أي وظائف إضافية) هو ببساطة ، الأحماض الدهنية. من الممكن العثور على تسميات تافهة ولييج وجنيف متبقية في النصوص الحديثة ، على الرغم من قبول تسميات IUPAC في عام 1957. الأحماض الدهنية هي أحماض أليفاتية كربوكسيلية مع الصيغة العامة ، H (CH2)نCOOH. تتم تسمية الأحماض الدهنية الأليفاتية بإسقاط "e" النهائي من الألكان الأصلي ، ثم إضافة المصطلح "-oic acid" إلى الجذر. تتبع التسمية لأي وظائف إضافية في السلسلة الرئيسية قواعد اتفاقية IUPAC لعام 1957. وعادة ما يتم تسمية الأعضاء الأوائل في السلسلة المتجانسة باستخدام أسمائهم التافهة (الشكل 1).

شكل 1 . أحماض دهنية أليفاتية مشبعة وأحادية غير مشبعة.

يمكن أن تحتوي الأحماض الدهنية على مجموعات وظيفية كيميائية مختلفة تحل محل H- في السلسلة الرئيسية الأليفاتية ، مما يؤدي إلى فئات مختلفة من الأحماض الدهنية.


الكيمياء الحيوية للدهون والبروتينات الدهنية والأغشية

ألفريد إتش ميريل جونيور ، تشارلز سي سويلي ، في الكيمياء الحيوية الشاملة الجديدة ، 1996

3.1.1 توليف العمود الفقري للقاعدة طويلة السلسلة

تتمثل الخطوة الأولى في تكثيف palmitoyl-CoA و L-serine ، مع فقدان مجموعة الكربوكسيل من السيرين وإنتاج 3-كيتوسفينغانين (الشكل 6). يتم تحفيز التفاعل بواسطة إنزيم بيريدوكسال المعتمد على الفوسفات سيرين بالميتويل ترانسفيراز ويبدو أنه الخطوة المحددة لمعدل التخليق الحيوي لقاعدة السفينجويد. يعتبر Serine palmitoyltransferase انتقائيًا للغاية للأسيل الدهنية مع 16 ± 1 ذرة كربون ، وهو ما يمثل انتشار القواعد طويلة السلسلة المكونة من 18 ذرة كربون (16 من palmitoyl-CoA و 2 من سيرين) في معظم السفينجوليبيدات [6].

قام روبرت ديكسون وزملاؤه بعزل جينين (lcb1 و lcb2) مطلوبين للتغلب على ضمور السفينغانين في الخميرة باستخدام ناقل سيرين بالميتويل ترانسفيراز المعيب. كلا الجينات متشابهة δ-أمينوليفولينات سينثيز ، الذي يحفز التكثيف المماثل للجليسين والسكسينيل- CoA. يستمر التفاعل مع الاحتفاظ الكلي بتكوين C2 للسيرين ، تظهر الآلية المحتملة في الشكل 7.

الشكل 7. آلية تفاعل محتملة لسيرين بالميتويل ترانسفيراز

(معدلة من [K. Krisnangkura ، 1976].

كما هو متوقع من هذه الآلية ، يخضع سيرين palmitoyltransferase للتثبيط المعتمد على الوقت ، والذي لا رجعة فيه ("الانتحار") عن طريق β- هالو- ألانين. وقد ثبت أن مثبطًا آخر ، وهو l -cycloserine ، يخفض مستوى الشحميات السفينجولية للجهاز العصبي المركزي ، ومع ذلك ، فقد تم مؤخرًا عزل مثبطات أكثر فعالية وانتقائية من الكائنات الحية الدقيقة (الجدول 2) (الشكل 8). وتشمل هذه sphingofungins و lipoxamycins و ISP-1 (وتسمى أيضًا myriocin). ISP-1 هو عامل قوي مثبط للمناعة ، كونه أكثر فعالية من السيكلوسبورين A في تثبيط التكاثر في تفاعل الخلايا الليمفاوية المختلطة الخيفي للفأر ، وتوليد الخلايا اللمفاوية التائية السامة للخلايا المتفاعلة [20]. يشبه ISP-1 حالة انتقالية وسيطة من سيرين بالميتويل ترانسفيراز (راجع الشكلين 7 و 8) ، ويثبط هذا الإنزيم مع كأنا & lt 1 نانومتر.

الشكل 8. مثبطات التخليق الحيوي سفينجوليبيد التي تم عزلها من الكائنات الحية الدقيقة. للحصول على مراجع لهذه المركبات ، انظر الجدول الثاني.

يتم تنظيم تخليق قاعدة السفينجويد من خلال توفر سلائف هذا المسار [6] علاوة على ذلك ، فإن إضافة البروتينات الدهنية أو قواعد السفينجويد الحرة إلى الخلايا في المزرعة تقلل من التخليق الحيوي للسفينجوليبيد دي نوفو ، ربما عن طريق التنظيم النازل للنسخ السيرين بالميتويل ترانسفيراز [G. فان إختن ، 1990].

تتمثل الخطوة التالية لتخليق قاعدة السفينجويد في تقليل 3-كيتو-سفينجانين (الشكل 6) عن طريق نقل α- هيدروجين NADPH إلى C3 للقاعدة طويلة السلسلة. يكون هذا التفاعل سريعًا لأنه لا يُرى الوسيط 3-keto في الخلايا أو في الفحوصات المخبرية إذا كان NADPH متاحًا.


أكسدة الأحماض الدهنية

تعمل الأحماض الدهنية المخزنة على شكل TAG في الأنسجة الدهنية بمثابة احتياطي الطاقة الرئيسي لجسم الإنسان. يتم إطلاقها من هذه المخازن في الدم ليتم نقلها إلى الأنسجة للأكسدة. تولد أكسدة الأحماض الدهنية في الأنسجة كمية هائلة من الطاقة. يمكن استخدام هذه الطاقة في مختلف الاحتياجات داخل الخلايا.

تعبئة الأحماض الدهنية

يجب تعبئة الأحماض الدهنية المخزنة أولاً لاستخدامها في الحصول على الطاقة. يتم تعبئة الأحماض الدهنية بواسطة الليباز المحدد. هذه هي الإنزيمات التي تشق الأحماض الدهنية من الجلسرين وتطلقها في الدم. الليباز المهم

  • يعمل الليباز الدهني ثلاثي الجلسرين (ATGL) على ثلاثي الجلسرين.
  • الليباز الحساس للهرمونات (HSL) ، يعمل على دياسيل جلسرين.
  • يعمل ليباز أحادي أسيل جلسرين (MAGL) على أحادي أسيل جلسرين.

بمجرد إطلاق الأحماض الدهنية ، فإنها تعبر غشاء البلازما لتدخل الدم حيث ترتبط ببروتين الألبومين الموجود في البلازما. يحمل الألبومين هذه الأحماض الدهنية إلى الأنسجة المختلفة حيث يمكن أن تتأكسد لتوليد الطاقة. لا يمكن لنوعين من الخلايا استخدام الأحماض الدهنية كمصدر للطاقة

  • خلايا الدم الحمراء ، لأنها تفتقر إلى الميتوكوندريا ولا يمكنها أكسدة الأحماض الدهنية.
  • خلايا الدماغ ، لأن الأحماض الدهنية لا يمكنها عبور الحاجز الدموي الدماغي.

يترك الجلسرين في الأنسجة الدهنية بعد تعبئة الأحماض الدهنية. لا تستطيع الأنسجة الدهنية استقلاب الجلسرين أكثر من ذلك لأنها لا تحتوي على إنزيم الجلسرين كيناز. يتم إطلاق جزيء الجلسرين أيضًا في الدم ليتم نقله إلى الكبد حيث يمكن استخدامه لصنع الدهون الثلاثية الجديدة أو يمكن استهلاكه في مسار التحلل.

أكسدة بيتا

تطلق الأحماض الدهنية الطاقة عند تكسيرها بوجود الأكسجين. يحدث أكسدة الأحماض الدهنية داخل الميتوكوندريا. هناك أنواع مختلفة من أكسدة الأحماض الدهنية ، ولكن الأكثر شيوعًا هو أكسدة بيتا.

في أكسدة بيتا للأحماض الدهنية ، يتم إطلاق ذرتين من الكربون من الأحماض الدهنية في سلسلة واحدة من التفاعلات. أنها تنطوي على الخطوات التالية

نقل الأحماض الدهنية إلى الميتوكوندريا

تحدث أكسدة بيتا داخل الميتوكوندريا للخلايا. يمكن للأحماض الدهنية الصغيرة والمتوسطة السلسلة عبور غشاء الميتوكوندريا بسهولة ، ومع ذلك ، لا يمكن للأحماض الدهنية طويلة السلسلة عبورها. يحتاجون إلى ناقلات خاصة ليتم نقلهم إلى الميتوكوندريا. يتم ذلك عن طريق الكارنيتين وتسمى العملية مكوك كارنيتيني.

بمجرد دخول الميتوكوندريا ، يتم تنشيط الأحماض الدهنية بواسطة إنزيمات المصفوفة في مشتقات CoA الخاصة بهم. ثم تخضع مشتقات CoA لأكسدة بيتا.

تفاعلات الأكسدة

يخضع كل CoA أسيل دهني باتباع أربع خطوات لأكسدة بيتا

  1. يُدخل نازعة هيدروجيناز الأسيل الدهني رابطة مزدوجة بين ثاني وثالث كربون من نهاية CoA لأسيل CoA الدهنية ويحوله إلى ثنائي أكسيد الكربون المتحول إلى ثنائي أكسيد الكربون. يتم تقليل FAD واحد إلى FADH2 في هذه العملية.
  2. يتم تنفيذ هيدروكسيل مجموعة الإنويل بواسطة إنزيم 2،3-إينويل كوا هيدرولاز مكونًا 3-هيدروكسي أسيل CoA.
  3. يؤكسد إنزيم 3-hydroxyacyl CoA dehydrogenase المنتج أعلاه مما يؤدي إلى تكوين 3-ketoacyl CoA. يتم تقليل جزيء NAD + إلى NADH2 في رد الفعل هذا.
  4. يزيل 3-Ketoacyl CoA thiolase أسيتيل CoA من النهاية الطرفية تاركًا وراءه حمض الأسيل الدهني CoA الذي ينقصه الكربون من الجزيء الأصلي.

يخضع مركب الأسيتيل CoA المنطلق في الخطوة الرابعة لمزيد من الأكسدة في دورة حمض الستريك.

يتم تكرار الخطوات الأربع المذكورة أعلاه حتى يتم ترك الأسيتيل CoA.

الناتج الصافي لدورة واحدة من أكسدة بيتا هو NADH واحد2، واحد FADH2، وواحد أسيتيل CoA.

بهذا نختتم مناقشتنا حول الأحماض الدهنية والدهون الثلاثية.


الدهون في النظام الغذائي

الدهون ضرورية للحفاظ على الجسم. توجد الدهون الغذائية بشكل رئيسي على شكل دهون ثلاثية. تصنف الدهون كأغذية عالية الطاقة. أنها توفر حوالي 9 كيلو كالوري (كيلو كالوري) من الطاقة لكل جرام مستهلك. في المقابل ، توفر كل من الكربوهيدرات والبروتينات حوالي 4 كيلو كالوري من الطاقة لكل جرام مستهلك. ونتيجة لذلك ، فإن الدهون هي الطريقة الأكثر فعالية لتخزين الطاقة. إذا كان الشخص يستهلك سعرات حرارية أكثر مما يحتاج ، فإن بعض مصادر السعرات الحرارية الزائدة تتحول إلى دهون.

يوصى عمومًا بعدم اشتقاق أكثر من 30 بالمائة من السعرات الحرارية الغذائية من الدهون (ومن هذه النسبة 30 بالمائة ، يجب أن تكون نسبة 10 بالمائة أحادية غير مشبعة و 10 بالمائة متعددة غير مشبعة). يبدو أن استهلاك كميات أكبر من الدهون المشبعة (مقارنة بكميات الدهون الأحادية غير المشبعة والمتعددة غير المشبعة) يرتبط بارتفاع مستويات الكوليسترول في الدم وزيادة خطر الإصابة بأمراض القلب. في الولايات المتحدة ، يبلغ متوسط ​​النظام الغذائي حوالي 34 في المائة من الدهون و (13 في المائة من الدهون المشبعة).


الملخص

التمثيل الغذائي للدهون ، ولا سيما تخليق الأحماض الدهنية (FAs) ، هو عملية خلوية أساسية تحول العناصر الغذائية إلى وسيط استقلابي من أجل التخليق الحيوي للأغشية وتخزين الطاقة وتوليد جزيئات الإشارة. تستكشف هذه المراجعة كيف تعزز الجوانب المختلفة لتخليق FA من تكون الأورام وتطور الورم. تلقت عملية توليف FA اهتمامًا كبيرًا كهدف محتمل لعلاج السرطان ، لكن استراتيجيات استهداف هذه العملية لم تترجم بعد إلى ممارسة إكلينيكية. علاوة على ذلك ، يجب أن تأخذ الجهود المبذولة لاستهداف هذا المسار في الاعتبار تأثير البيئة المكروية للورم.


أحماض دهنية

الشكل 2.190 - الأحماض الدهنية المشبعة (حمض دهني) والأحماض الدهنية غير المشبعة (حمض الأوليك)

الدهون الأكثر انتشارًا في الخلايا هي الأحماض الدهنية. توجد الأحماض الدهنية في الدهون ، والجليسيروفوسفوليبيدات ، والشحميات السفينجولية ، وتعمل كمثبتات غشائية للبروتينات والجزيئات الحيوية الأخرى ، وهي مهمة لتخزين الطاقة ، وهيكل الأغشية ، وكسلائف لمعظم فئات الدهون. تتميز الأحماض الدهنية ، كما يتضح من الشكل 2.190 ، بمجموعة رأس قطبية وذيل هيدروكربون طويل. الأحماض الدهنية ذات ذيول الهيدروكربونات التي تفتقر إلى أي روابط مزدوجة توصف بأنها مشبعة ، في حين أن تلك التي تحتوي على رابطة مزدوجة أو أكثر في ذيولها تُعرف باسم الأحماض الدهنية غير المشبعة. يتمثل تأثير الروابط المزدوجة على ذيل الأحماض الدهنية في إحداث الالتواء أو الانحناء في الذيل ، كما هو موضح بالنسبة لحمض الأوليك.

الشكل 2.191 - حمض الأراكيدونيك - حمض دهني متعدد غير مشبع ويكيبيديا

وعلى النقيض من ذلك ، فإن حامض دهني ، وهو حمض دهني مشبع ، له ذيل هيدروكربوني مستقيم. توضح الأشكال 2.190-2.194 أكثر الأحماض الدهنية المشبعة وغير المشبعة شيوعًا. الأحماض الدهنية ذات الذيل غير المشبع لها درجة حرارة انصهار أقل من تلك التي لها ذيول مشبعة بنفس الطول. الذيول القصيرة تقلل أيضًا من درجة حرارة الانصهار. تنتقل هذه الخصائص إلى الدهون / الزيوت التي تحتوي عليها.

الشكل 2.192 - الأحماض الدهنية المشبعة. عدد ذرات الكربون في العمود الأيمن ويكيبيديا

تسمى الأحماض الدهنية التي تحتوي على أكثر من رابطة مزدوجة متعددة غير مشبعة. تعتبر النباتات مصادر ممتازة للأحماض الدهنية غير المشبعة والمتعددة غير المشبعة. موضع الرابطة (الروابط) المزدوجة في الأحماض الدهنية اعتبارات مهمة لكل من تركيبها وأفعالها في الجسم. من الناحية الكيميائية الحيوية ، توجد الروابط المزدوجة الموجودة في الأحماض الدهنية في الغالب في تكوين رابطة الدول المستقلة. ينشأ ما يسمى بالدهون غير المشبعة كمنتج ثانوي كيميائي للهدرجة الجزئية للزيت النباتي.

الشكل 2.193 - الأحماض الدهنية غير المشبعة. العمود الأيمن يشير إلى عدد الكربون والروابط المزدوجة ويكيبيديا

في البشر ، يزيد استهلاك الدهون المتحولة من مستويات البروتين الدهني منخفض الكثافة (LDL) ويقلل من مستويات البروتين الدهني عالي الكثافة (HDL). يُعتقد أن كل منها يساهم في خطر الإصابة بمرض الشريان التاجي. الشكل 2.194 - نماذج الأحماض الدهنية. نهاية الكربوكسيل المسمى في ويكيبيديا الحمراء الأحماض الدهنية الشائعة في أجسامنا تشمل بالميتات ، الإستيرات ، أوليات ، لينولين ، لينوليت ، وأراكيدونات. هناك نوعان من الأحماض الدهنية البارزة وهما nonanoic (9 ذرات كربون) وحمض decanoic (10 ذرات كربون) ، وكلاهما يبدو أن لهما تأثيرات مضادة للتشنج. حمض Decanoic يثبط بشكل مباشر النقل العصبي الاستثاري في الدماغ وقد يساهم في التأثير المضاد للاختلاج للنظام الغذائي الكيتون.

الشكل 2.194 - نماذج الأحماض الدهنية. نهاية الكربوكسيل مكتوب عليها ويكيبيديا حمراء

يوضح الشكل 2.195 نظامين مختلفين لتحديد الروابط المزدوجة في حمض دهني. يحسب نظام & أوميغا الكربون بدءًا من نهاية الميثيل (يظهر باللون الأحمر) بينما يحسب نظام دلتا من نهاية الكربوكسيل (يظهر باللون الأزرق). على سبيل المثال ، سيكون للحمض الدهني أوميغا 3 (أوميغا 3) رابطة مزدوجة عند الكربون الثالث من نهاية الميثيل. في نظام & دلتا ، تتم كتابة الحمض الدهني الذي يحتوي على رابطة ثنائية رابطة الدول المستقلة عند الكربون 6 ، بدءًا من نهاية الكربوكسيل ، على أنه cis- & Delta6.

الشكل 2.195 - وأنظمة ترقيم دلتا وأوميغا للأحماض الدهنية صورة بهر جاكوبسون

توصف الأحماض الدهنية بأنها أحماض دهنية أساسية إذا كان يجب أن تكون في النظام الغذائي (يمكن تصنيعها بواسطة الكائن الحي) وأحماض دهنية غير أساسية إذا كان الكائن الحي قادرًا على تصنيعها. يفتقر البشر والحيوانات الأخرى إلى إنزيمات desaturase اللازمة لعمل روابط مزدوجة في أوضاع أكبر من & Delta-9 ، لذلك يجب الحصول على الأحماض الدهنية ذات الروابط المزدوجة خارج هذا الوضع في النظام الغذائي. يقع كل من حمض اللينوليك وحمض اللينولينيك في هذه الفئة. يمكن صنع الأحماض الدهنية غير المشبعة ذات الصلة من هذه الأحماض الدهنية ، وبالتالي فإن وجود أحماض اللينوليك واللينولينيك في النظام الغذائي يلغي الحاجة إلى وجود جميع الأحماض الدهنية غير المشبعة في النظام الغذائي. يحتوي كل من حمض اللينوليك وحمض اللينولينيك على 18 كربونًا ، لكن حمض اللينوليك هو أحد الأحماض الدهنية أوميغا 6 ، في حين أن حمض اللينولينيك هو حمض أوميغا 3 الدهني. والجدير بالذكر أن أحماض أوميغا 6 الدهنية تميل إلى أن تكون مسببة للالتهابات ، في حين أن أحماض أوميغا 3 الدهنية أقل من ذلك.

الشكل 2.196 - هيكل الدهون / الزيت

الدهون والزيوت هي أشكال تخزين الطاقة الأولية للحيوانات وتعرف أيضًا باسم ثلاثي الجلسرين وثلاثي الغليسريد ، لأنها تتكون من جزيء الجلسرين المرتبط عبر روابط الإستر بثلاثة أحماض دهنية (الشكل 2.196).الدهون والزيوت لها نفس البنية الأساسية. نعطي اسم الدهون لتلك المركبات التي تكون صلبة في درجة حرارة الغرفة واسم الزيت لتلك المركبات السائلة في درجة حرارة الغرفة. لاحظ أن الزيوت البيولوجية ليست مثل الزيوت البترولية.

تؤدي زيادة عدد الأحماض الدهنية غير المشبعة (وكمية عدم التشبع في حمض دهني معين) في الدهون إلى تقليل درجة حرارة انصهارها. الكائنات الحية مثل الأسماك ، التي تعيش في بيئات باردة ، تحتوي على دهون مع مزيد من عدم التشبع وهذا هو السبب في أن زيت السمك يحتوي على أحماض دهنية متعددة غير مشبعة.

الشكل 2.197 - تأثير الليباز على صورة دهنية بواسطة Aleia Kim

يتم تخزين الدهون في الجسم في خلايا متخصصة تعرف باسم الخلايا الشحمية. تُطلق الإنزيمات المعروفة باسم الليباز الأحماض الدهنية من الدهون عن طريق تفاعلات التحلل المائي (الشكل 2.197). إن Triacylglycercol lipase (البنكرياس - الشكل 2.198) قادر على فصل الأحماض الدهنية الأولين من الدهون. الإنزيم الثاني ، مونو أسيل جلسرين ليباز ، يشق آخر حمض دهني. يمكن تصنيع الدهون عن طريق استبدال الفوسفات الموجود في حمض الفوسفاتيدك بحمض دهني.

الشكل 2.198 - ليباز البنكرياس

الجلسرين الفوسفوليبيد

الغليسيروفوسفوليبيدات (الفوسفوجليسريد) هي مكونات مهمة في الطبقة الدهنية الثنائية للأغشية الخلوية. ترتبط دهون الفسفوجليسريد من الناحية الهيكلية بالدهون ، حيث يتم اشتقاق كلاهما من حمض الفوسفاتيدك (الشكل 2.199). حمض الفوسفاتيديك عبارة عن جلسروفوسفوليبيد بسيط يتم تحويله عادة إلى مركبات فوسفاتيديل. يتم تصنيعها عن طريق إسترة مجموعات مختلفة ، مثل إيثانول أمين ، سيرين ، كولين ، إينوزيتول ، وغيرها (الشكل 2.200) إلى فوسفات حمض الفوسفاتيديك. كل هذه المركبات تشكل طبقات ثنائية للدهون في محلول مائي ، بسبب طبيعتها البرمائية.

الشكل 2.199 - هيكل حمض الفوسفاتيدك. R1 و R2 عبارة عن مجموعات ألكيل من الأحماض الدهنية.

فوسفاتيديليثانولامين

نظرًا لأن جميع الجليسيروليبيدات يمكن أن تحتوي على مجموعة متنوعة من الأحماض الدهنية في الموضعين 1 و 2 على الجلسرين ، فكلها عبارة عن عائلات من المركبات. تم العثور على الفوسفاتيد إيثانول أمين في جميع الخلايا الحية وهي واحدة من أكثر الفوسفاتيدات شيوعًا ، حيث تشكل حوالي 25 ٪ منها. وهي مكونات شائعة لأنسجة المخ والحبل الشوكي ، وتشكل ما يصل إلى 45٪ من إجمالي الدهون الفوسفورية. يتم توزيع الفوسفاتيد إيثانول أمين بشكل غير متماثل عبر الأغشية ، ويتم وضعه بشكل تفضيلي على النشرة الداخلية (الأقرب إلى السيتوبلازم) لغشاء البلازما. من الناحية الأيضية ، تعتبر الفوسفاتيد إيثان ألامينات من سلائف الفوسفاتيديل كولين. Phosphatidylserines Phosphatidylserines هي مجموعة أخرى من مركبات الفوسفاتيديل التي يتم توزيعها بشكل تفضيلي عبر طبقة ثنائية الدهون في غشاء البلازما. مثل phosphatidylethanolamines ، يتم وضع phosphatidylserines بشكل تفضيلي على النشرة الداخلية لغشاء البلازما. عندما يحدث موت الخلايا المبرمج (انتحار الخلية) ، يتم فقد التوزيع التفضيلي ويظهر الفوسفاتيديل سيرين على النشرة الخارجية حيث تعمل كإشارة إلى الضامة لربط الخلية وتدميرها.

الشكل 2.200 - أربعة مكونات مشتركة للفوسفاتيدات ويكيبيديا

فوسفاتيديل كولين

فوسفاتيديل كولين (الشكل 2.201) هي مجموعة أخرى من مكونات الغشاء المهمة. تميل إلى أن تكون أكثر شيوعًا على النشرة الخارجية لغشاء البلازما. من الناحية التغذوية ، يتم الحصول على المركبات بسهولة من البيض وفول الصويا. يتم نقل Phosphatidylcholines عبر الأغشية بواسطة بروتين نقل Phosphatidylcholine (PCTP). يعمل هذا البروتين ، وهو حساس لمستويات الفوسفاتيديل كولين ، على تحفيز نشاط إنزيم thioesterase (يكسر روابط thioester ، مثل acyl-CoAs) وينشط عوامل النسخ PAX3.

الشكل 2.201 - الفوسفاتيديل كولين

كارديوليبينز

الكارديوليبينات عبارة عن مجموعة غير معتادة من شحميات الجلسرين الفوسفورية تحتوي على عمودين فقريين من دياسيل جلسرين متصلان في المنتصف بواسطة ثنائي فوسفوجليسيرول (الشكل 2.202). وهو غشاء دهني مهم ، يشكل حوالي 20٪ من الغشاء الداخلي للميتوكوندريا ويوجد في الكائنات الحية من البكتيريا إلى البشر. في كل من النباتات والحيوانات ، يوجد بشكل شبه كامل في الغشاء الداخلي للميتوكوندريا.

الشكل 2.202 - كارديوليبين

يبدو أن الجزيئات مطلوبة لكل من المركب IV والمركب III من سلسلة نقل الإلكترون للحفاظ على هيكلها. يربط إنزيم سينسيز ATP (المركب V) لنظام الفسفرة المؤكسد أيضًا أربعة جزيئات من كارديوليبين. تم اقتراح أن يعمل Cardiolipin كمصيدة للبروتون في عملية ضخ البروتون بواسطة المركب IV.

الشكل 2.203 - أكسدة كارديوليبين وإطلاق السيتوكروم سي في موت الخلايا المبرمج

يلعب Cardiolipin أيضًا دورًا في موت الخلايا المبرمج. كما هو مبين في الشكل 2.203 ، تؤدي أكسدة كارديوليبين بواسطة أكسجيناز خاص بالكارديوليبين إلى انتقال الكارديوليبين من الغشاء الداخلي للميتوكوندريا إلى الغشاء الخارجي ، مما يساعد على تكوين مسام نفاذية ويسهل نقل السيتوكروم ج من الفضاء بين الغشاء إلى داخل الغشاء. السيتوبلازم - خطوة في عملية موت الخلايا المبرمج.

الشكل 2.204 - دياسيل جلسرين

دياسيل جلسرين

Diacylglycerol (يسمى أيضًا ثنائي الجليسريد و DAG - الشكل 2.204) هو وسيط مهم في المسارات الأيضية. يتم إنتاجه ، على سبيل المثال ، في الخطوة الأولى من التحلل المائي للدهون ويتم إنتاجه أيضًا عندما يتم تحلل الدهون الغشائية ، مثل PIP2 (فوسفاتيديلينوسيتول-4،5-بيسفوسفات) بواسطة فسفوليباز C في سلسلة إشارات.

DAG هو في حد ذاته مركب إشارات ، يرتبط ببروتين كيناز C لتنشيطه إلى ركائز فسفورية. يبدأ تخليق DAG مع الجلسرين 3-فوسفات ، الذي يكتسب اثنين من الأحماض الدهنية من اثنين من شهادات الأسيل لتكوين حمض الفوسفاتيديك. ينتج عن نزع الفسفرة لحمض الفوسفاتيد DAG. يمكن أيضًا إعادة تفسفر DAG بواسطة DAG kinase لإعادة إنتاج حمض الفوسفاتيدك أو يمكن إضافة حمض دهني آخر لصنع الدهون.

الشكل 2.205 - الإينوزيتول

على الرغم من أنه ليس من الناحية الفنية دهونًا بحد ذاته ، يوجد الإينوزيتول في العديد من الدهون. الإينوزيتول مشتق من الهكسان الحلقي يحتوي على ست مجموعات هيدروكسيل - واحدة على كل كربون (الشكل 2.205. يحتوي على تسعة إيزومرات مجسمة مختلفة منها واحد ، cis-1،2،3،5-trans-4،6- cyclohexanehexol (يسمى myo-inositol ) هو الأكثر شيوعًا ، وله طعم حلو (نصف طعم السكروز).

الشكل 2.206 - حمض الفايتك

توجد العديد من الأشكال الفسفورية للمركب ، من فوسفات واحد إلى ستة (واحد على كل كربون). يحتوي حمض الفيتيك ، على سبيل المثال ، في النباتات ، على ستة فوسفات (الشكل 2.206) يستخدمها لتخزين الفوسفات. يتم إنتاج الإينوزيتول من الجلوكوز وكان يعتبر في السابق فيتامين ب 8 ، ولكن يصنعه الجسم بكميات كافية ، لذلك لا يعتبر الآن فيتامين. تم العثور على أشكال فسفرة من الإينوزيتول في الفوسفوينوزيتيدات ، مثل PIP2 و PIP3 ، وكلاهما مهم في عمليات الإشارة. وتشمل بعض هذه الإشارات الأنسولين ، وتقويض الدهون ، وتنظيم الكالسيوم ، وتجميع الهيكل الخلوي.

فوسفوينوزيتيدات

الشكل 2.207 - هيكل PIP2

غالبًا ما تسمى المركبات التي تعتمد على الفوسفاتيديلينوسيتول (PI) باسم الفوسفوإينوزيتيدات. هذه المركبات لها أدوار مهمة في الإشارات وتهريب الأغشية. الهيدروكسيل على الكربون 3،4 ، 5 من حلقة الإينوزيتول أهداف للفسفرة بواسطة مجموعة متنوعة من الكينازات. يتم استخدام سبع مجموعات مختلفة. يمنع العائق المجسم فسفرة الكربون 2 أو 6. وتتبع تسمية هذه المركبات المُفسفرة عمومًا PI (#P) ​​P ، PI (#P ، #P) P ، أو PI (#P ، #P ، #P) P حيث # يشير P إلى عدد الكربون حيث يوجد الفوسفات. على سبيل المثال ، يشير PI (3) P إلى مركب فوسفاتيديل مع فوسفات مضاف إلى الكربون 3 من حلقة الإينوزيتول ، بينما PI (3،4،5) P هو مركب فوسفاتيديل مع فوسفات يضاف إلى الكربون 3،4 ، و 5.

فوسفاتيديلينوسيتول-4،5- ثنائي الفوسفات

الشكل 2.208 - فوسفاتيديلينوسيتول-4- فوسفات

Phosphatidylinositol-4،5-bisphosphate (PIP2 - الشكل 2.207) عبارة عن فوسفوليبيد من أغشية البلازما التي تعمل في سلسلة إشارات phospholipase C. في مسار الإشارات هذا ، يطلق التحلل المائي المحفز بواسطة فسفوليباز C إينوزيتول -1،4،5- تريسفوسفات (IP3) و diacylglycerol. يبدأ تخليق PIP2 بفوسفاتيديلينوسيتول ، الذي تتم فسفرته في الموضع 4 متبوعًا بالفسفرة في الموضع 5 بواسطة كينازات محددة.

يمكن فسفرة PIP2 لتشكيل جزيء الإشارة المعروف باسم phosphatidylinositol (3،4،5) -trisphosphate (PIP3). إلى جانب PIP3 ، يعمل PIP2 بمثابة فوسفوليبيد لرسو السفن لتوظيف البروتينات التي تلعب دورًا في إرسال الإشارات المتتالية. يلزم أيضًا ربط PIP2 عن طريق قنوات البوتاسيوم الموجهة داخليًا.

فوسفاتيديلينوسيتول (3،4،5) - ثلاثي فوسفات

فوسفاتيديلينوسيتول (3،4،5) -تري فوسفات (PIP3) هو جزيء مهم لتنشيط بروتينات الإشارة ، مثل AKT ، الذي ينشط مسارات التأشير الابتنائية المتعلقة بالنمو والبقاء على قيد الحياة. يمكن إزالة الفسفرة من PIP3 بواسطة الفوسفاتيز PTEN لإنتاج PIP2 ويمكن تصنيعه من PIP2 عن طريق عمل كيناز من الفئة I PI 3- كينازات. ينتج عن نشاط كيناز لتخليق PIP3 حركة البروتينات المرتبطة بـ PIP3 إلى غشاء البلازما. وهي تشمل Akt / PKB و PDK1 و Btk1 و ARNO ويتم تنشيط كل منها عن طريق الارتباط بـ PIP3.

بلاسمالوجينات

الشكل 2.209 - Plasmalogen - دهن فينيل إيثر ويكيبيديا

فئة خاصة من الجليسيروفوسفوليبيد هي البلازماوجينات (الشكل 2.209). وهي تختلف في احتوائها على وصلة فينيل إيثر في الموضع 1 من الجلسرين ، على عكس شحميات الجلسروفوبشوليبيد الأخرى ، التي لها ارتباط إستر في هذا الموضع. الموضع 2 لكل منهما إستر. تكون المادة الأولية لوصلة الأثير نموذجية عبارة عن كحول مشبع بالكربون 16 أو 18 أو 18 كحول كربون غير مشبع.

عند ذيل الفوسفات ، فإن المجموعات الأكثر شيوعًا هي الإيثانولامين أو الكولين. تم العثور على Plasmalogens بكثرة في البشر في القلب (30-40 ٪ من الكولين فوسفوليبيد). 30٪ من الجليسيروفوسفوليبيدات في الدماغ هي بلازمالوجينات و 70٪ من شحوم الإيثانولامين في غمد المايلين للخلايا العصبية هي بلازماوجينات.

على الرغم من أن وظيفتها غير مفهومة ، إلا أنه يُعتقد أن مولدات البلازما قد توفر بعض الحماية ضد أنواع الأكسجين التفاعلية ولها دور في إرسال الإشارات.

الليسيثين هو مصطلح عام لمزيج من المواد الدهنية التي تشمل حمض الفوسفوريك ، الجلسرين ، الجليكوليبيدات ، الدهون الثلاثية ، والفوسفوليبيد. الليسيثين عامل ترطيب مفيد في الاستحلاب والتغليف ويستخدم حتى كمضاف مضاد للحمأة في زيوت المحركات. يستخدم الليسيثين في قطع الحلوى لمنع الكاكاو وزبدة الكاكاو من الانفصال. على الرغم من اعتباره آمنًا كمكون غذائي ، يمكن تحويل الليسيثين بواسطة بكتيريا الأمعاء إلى ثلاثي ميثيل أمين- N- أكسيد الذي قد يساهم في ترسب الكوليسترول وتصلب الشرايين.

سفينجوليبيدات

الشكل 2.210 - سفينجوزين وسيراميد مصنوعان منه في ويكيبيديا

الأحماض الدهنية هي أيضًا مكونات لفئة واسعة من الجزيئات تسمى سفينجوليبيدات. تشبه السفينغوليبيدات من الناحية الهيكلية الجلسيروفوسفوليبيد ، على الرغم من أنها يتم تصنيعها بشكل مستقل تمامًا عنها بدءًا من حمض البالمتيك وحمض الأميني سيرين. تمت تسمية الشحميات السفينغولية نسبةً إلى الكحول الأميني المعروف باسم السفينغوزين (الشكل 2.210) ، على الرغم من عدم تصنيعها مباشرة منه. يوضح الشكل 2.211 البنية العامة للدهون السفينغولية.

الشكل 2.211 الهيكل التخطيطي للشحميات السفينغولية

إذا كانت المجموعة R عبارة عن هيدروجين ، فإن الجزيء يسمى سيراميد. عندما تكون المجموعة R عبارة عن فسفويثانول أمين ، يكون الجزيء الناتج هو السفينجوميلين ، وهو مكون مهم في غمد المايلين والأغشية الدهنية. إذا تمت إضافة سكر واحد بسيط بدلاً من ذلك ، يتم إنشاء مبيد مخي (الشكل 2.212). تؤدي إضافة مركب قليل السكاريد المركب إلى تكوين غانغليوسيد.

قد تلعب الشحميات السفينغولية المعقدة أدوارًا في التعرف الخلوي والإشارة. توجد الدهون السفينغولية بكثرة في غشاء البلازما وتكاد تكون غائبة تمامًا عن أغشية شبكية الميتوكوندريا والاندوبلازمية. في الحيوانات ، تم ربط الشحميات السفينجولية الغذائية بتقليل سرطان القولون ، وانخفاض في LDLs ، وزيادة HDLs. مثل شحميات الجليسيروفوسفوليبيد ، فإن السفينغوليبيدات هي برمائية. معظم السفينجوليبيدات ما عدا السفينجوميلين لا تحتوي على الفوسفات.

الشكل 2.212 - فئات ويكيبيديا السفينغولية

إيكوسانويدس

الشكل 2.213 - سحب حمض الأراكيدونيك بشكل مستقيم (أعلى) ومنحني (أسفل)

تحتوي الأحماض الدهنية المصنوعة من أحماض أوميغا 6 وأوميغا 3 الدهنية على ثلاثة أحماض دهنية مهمة تحتوي على 20 كربونًا. وهي تشمل حمض الأراكيدونيك (أحد الأحماض الدهنية وأوميغا 6 مع أربعة روابط مزدوجة (& Delta-5،8،11،14) - الشكل 2.213) ، وحمض إيكوسابنتاينويك (حمض أوميغا 3 الدهني مع خمسة روابط مزدوجة ، و dihomo- & gamma- حمض اللينولينيك (حمض دهني أوميغا 6 وثلاث روابط مزدوجة). تتكون فئة المركبات المعروفة باسم eicosanoids من أكسدة هذه المركبات. وتشمل الفئات الفرعية البروستاجلاندين ، والبروستاسيلينات ، والثرموبوكسانات ، والليوكسينات ، والليوكوترينات ، والإندوكانابينويد (الأشكال 2.214-2.219 تلعب Eicosanoids أدوارًا مهمة في التأثير على الالتهاب والمناعة والمزاج والسلوك.

البروستاجلاندين

الشكل 2.214 - هرمون البروستاجلاندين PGH2

مجموعة من الجزيئات تعمل كالهرمونات ، البروستاجلاندين مشتق من حمض الأراكيدونيك ولها تأثيرات فسيولوجية مختلفة (حتى متضاربة). وتشمل هذه انقباض أو تمدد خلايا العضلات الملساء الوعائية ، وتحريض المخاض ، وتنظيم الالتهاب ، والعمل على مركز التنظيم الحراري في منطقة ما تحت المهاد للحث على الحمى ، من بين أمور أخرى.

يتم تجميع البروستاجلاندين مع الثرموبوكسانات (أدناه) والبروستاسيلينات (أدناه) ، كبروستانويدات. البروستانويدات ، التي تحتوي جميعها على 20 ذرة كربون هي فئة فرعية من الإيكوسانويدات. توجد البروستاجلاندين في معظم أنسجة الكائنات الحية الأعلى. هم مركبات أوتوكرين أو باراكرين تنتج من الأحماض الدهنية الأساسية. السليفة الأولية للبروستاجلاندين هي الأحماض الدهنية المعروفة باسم حمض الأراكيدونيك ، ويُعرف البروستاغلاندين المصنوع منه باسم PGH2 (الشكل 2.214) ، والذي يعد بدوره مقدمة للبروستاجلاندينات الأخرى ، بالإضافة إلى البروستاسيلينات والثرموبوكسانات.

البروستاجلاندين مثيرة للاهتمام

PGD2 - يمنع نمو بصيلات الشعر ، موسع للأوعية الدموية ، يسبب انقباض الشعب الهوائية ، أعلى في رئتي المصابين بالربو من غيرهم.

الشكل 2.215 البروستاغلاندين E

PGE2 (الشكل 2.215) - يمارس تأثيرات في المخاض (تليين عنق الرحم ، تقلص الرحم) ، يحفز ارتشاف العظم بواسطة ناقضات العظم ، يحث على الحمى ، يمنع إشارات مستقبلات الخلايا التائية ، موسع للأوعية ، يمنع إطلاق النورأدرينالين من الأطراف العصبية الودي. إنه منشط قوي لمسار إشارات Wnt.

يمكن أن يكون للبروستاجلاندين تأثيرات معاكسة ، اعتمادًا على المستقبل الذي يرتبط به. يتسبب ارتباط PGE2 بمستقبل EP1 في تضيق القصبات وتقلص العضلات الملساء ، بينما يؤدي ارتباط الجزيء نفسه بمستقبل EP2 إلى توسع القصبات واسترخاء العضلات الملساء.

الشكل 2.216 - البروستاغلاندين ف2 وألفا

PGF2 وألفا (الشكل 2.216) - تقلصات الرحم ، تحفز المخاض ، وتضيق الشعب الهوائية.

PGI2 - توسع الأوعية ، توسع القصبات ، تثبيط تراكم الصفائح الدموية.

ثرومبوكسانات

الشكل 2.217 ثرومبوكسان A2 2

تلعب الثرموبوكسانات أدوارًا في تكوين الجلطة وسميت لدورها في تجلط الدم. فهي مضيق قوي للأوعية وتسهل تراكم الصفائح الدموية. يتم تصنيعها في الصفائح الدموية أيضًا. تعود جذور التأثيرات المضادة للتخثر للأسبرين إلى تثبيط تخليق PGH2 ، وهو مقدمة الثرموبوكسانات. أكثر الثرموبوكسانات شيوعًا هي A2 (الشكل 2.217) و B2.

بروستاسيكلين

الشكل 2.218 - بروستاسيكلين

يعمل البروستاسيكلين (المعروف أيضًا باسم البروستاغلاندين I2 أو PGI2 - الشكل 2.218) على مقاومة تأثيرات الثرموبوكسانات ، مما يثبط تنشيط الصفائح الدموية ويعمل كموسع للأوعية. يتم إنتاجه من PGH2 عن طريق عمل إنزيم prostacyclin synthase.

الليكوترين

الشكل 2.219 - الليكوترين أ4 (LTA4)


مجموعة أخرى من مركبات eicosanoid هي الليكوترينات (الشكل 2.219). مثل البروستاجلاندين ، تصنع الليكوترينات من حمض الأراكيدونيك. الإنزيم الذي يحفز تكوينها هو ديوكسجيناز المعروف باسم أراكيدونات 5-ليبوكسجيناز. تشارك Leukotrienes في تنظيم الاستجابات المناعية. توجد في الكريات البيض والخلايا الأخرى ذات الكفاءة المناعية ، مثل العدلات ، وحيدات ، والخلايا البدينة ، والحمضات ، والخلايا القاعدية. ترتبط الليكوترينات بإنتاج الهيستامين والبروستاجلاندين ، والتي تعمل كوسيط للالتهاب. تؤدي الليكوترين أيضًا إلى حدوث تقلصات في العضلات الملساء في القصيبات. عند الإفراط في إنتاجها ، قد تلعب دورًا في الربو وردود الفعل التحسسية. تهدف بعض علاجات الربو إلى تثبيط إنتاج أو عمل الليكوترينات.

الكوليسترول

الشكل 2.220 - هيكل الكوليسترول

يمكن القول ، أنه لا يوجد جزيء حيوي واحد أثار الكثير من النقاش والاهتمام مثل الكوليسترول (الشكل 2.220). بالتأكيد ، من وجهة نظر لجنة جائزة نوبل ، لا يوجد جزيء صغير حتى يقترب ، حيث حصل 13 شخصًا على جوائز للعمل فيه. يأتي الدليل على أهمية الكوليسترول و rsquos من دراسة أنسجة المخ حيث تشكل 10-15٪ من الكتلة الجافة.

مرونة الغشاء

الشكل 2.221 - سيتوستيرول - فيتوستيرول

في الخلايا الحيوانية ، يوفر الكوليسترول مرونة في الأغشية تسمح بالحركة الخلوية على عكس الخلايا النباتية والبكتيرية ذات الهياكل الثابتة. يتكون الكوليسترول في العديد من خلايا الجسم ، حيث يصنع الكبد أكبر كمية منه. يُعرف المسار الابتنائي المؤدي إلى تخليق الكوليسترول باسم مسار الأيزوبرينويد وتؤدي فروعه إلى جزيئات أخرى بما في ذلك الفيتامينات الأخرى التي تذوب في الدهون.

الشكل 2.222 - المارجرين - مصدر شائع للدهون المتحولة ويكيبيديا

نادرًا ما يوجد الكوليسترول في بدائيات النوى (Mycoplasma ، الذي يتطلبه للنمو ، هو استثناء) ولا يوجد إلا بكميات ضئيلة في النباتات. بدلاً من ذلك ، تصنع النباتات مركبات مماثلة تسمى فيتوستيرول (الشكل 2.221). في المتوسط ​​، ينتج جسم الذكر البالغ وزنه 150 رطلاً حوالي 1 جرام من الكوليسترول يوميًا ، بمحتوى إجمالي يبلغ حوالي 35 جرامًا.

الشكل 2.223 - الكوليسترول - نموذج الكرة والعصا

الكوليسترول و rsquos (والدهون الأخرى و rsquo) الكراهية للماء تتطلب تغليفًا خاصًا في مجمعات البروتين الدهني (تسمى chylomicrons و VLDLs و IDLs و LDLs و HDLs) للحركة في الجهاز الليمفاوي ومجرى الدم. على الرغم من أن الخلايا يمكن أن تصنع الكوليسترول ، إلا أنها تمتصه أيضًا من إمداد الدم عن طريق امتصاص البروتينات الدهنية منخفضة الكثافة المحتوية على الكوليسترول مباشرةً في عملية تسمى الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات.

يمكن أن يؤدي الضرر التأكسدي لـ LDLs إلى تكوين لويحات تصلب الشرايين وهذا هو السبب في أن الكوليسترول قد حصل على مثل هذه الصورة السلبية في نظر الجمهور. يفرز الكبد الكوليسترول من خلال الصفراء للتخلص منه في الجهاز الهضمي ، ولكن يتم إعادة تدوير المركب هناك.

خفض مستويات الكوليسترول

الشكل 2.224 - إزيتيميب - مثبط لامتصاص الكوليسترول

تركز استراتيجيات تقليل الكوليسترول في الجسم بشكل أساسي على ثلاثة مجالات - تقليل الاستهلاك وتقليل التوليف الداخلي وتقليل إعادة التدوير. تتم حاليًا مناقشة الاعتبارات الغذائية ، مثل الدهون المشبعة مقابل استهلاك الدهون غير المشبعة. ومع ذلك ، فإن الدهون المتحولة الغذائية ترتبط بحدوث أمراض القلب التاجية. قد يوفر استهلاك الخضار بعض المساعدة في تقليل مستويات الكوليسترول المعاد تدويره في الجهاز الهضمي ، لأن فيتوسترولس النبات يتنافس مع الكوليسترول لإعادة الامتصاص وعندما يحدث هذا ، فإن نسبة أكبر من الكوليسترول يخرج من الجسم في البراز. تستخدم الأدوية المرتبطة بالبنسلين أيضًا لمنع إعادة تدوير الكوليسترول. واحد من هؤلاء هو ezetimibe ، كما هو موضح في الشكل 2.224.

الشكل 2.225 - الريتينول الشامل

تعتبر العيوب الجينية في نظام حركة الكوليسترول سببًا لمرض نادر يعرف باسم فرط كولسترول الدم العائلي حيث يحتوي دم الأفراد المصابين على مستويات عالية بشكل خطير من LDLs. إذا تُرك المرض دون علاج ، فإنه غالبًا ما يكون قاتلًا في السنوات العشر إلى العشرين الأولى من العمر. بينما تلقت LDLs (وتستحق) سمعة سيئة ، فإن مجموعة أخرى من مجمعات البروتين الدهني المعروفة باسم HDLs (مجمعات البروتين الدهني عالية الكثافة) تُعرف باسم & ldquogood cholesterol & rdquo لأن مستوياتها ترتبط بإزالة الحطام (بما في ذلك الكوليسترول) من الشرايين وتقليل الالتهاب.

وظيفة الغشاء

في الأغشية ، يعتبر الكوليسترول مهمًا كعامل عازل لنقل الإشارات في الأنسجة العصبية ويساعد على إدارة سيولة الأغشية على نطاق واسع من درجات الحرارة. يتراكم الكوليسترول في طبقة ثنائية الدهون ، ويقلل من سيولة الغشاء و rsquos ونفاذه للمركبات المحايدة ، وكذلك البروتونات وأيونات الصوديوم. قد يلعب الكوليسترول دورًا في إرسال الإشارات من خلال المساعدة في بناء أطواف دهنية داخل غشاء الخلية.

الشكل 2.226 - 11-cis شبكية

يأتي فيتامين أ في ثلاثة أشكال كيميائية أولية ، الريتينول (التخزين في الكبد - الشكل 2.225) ، والشبكية (دورها في الرؤية - الشكل 2.226) ، وحمض الريتينويك (أدوار في النمو والتطور). جميع أشكال فيتامين أ عبارة عن ديتيربينويدات وتختلف فقط في الشكل الكيميائي للمجموعة النهائية. يستخدم الريتينول في الغالب كشكل تخزين للفيتامين.

عادة ما يتم إسترات الريتينول إلى حمض دهني ويحتفظ به في الكبد. في المستويات العالية ، يكون المركب سامًا. يتم الحصول على الريتينول في الجسم عن طريق التحلل المائي للإستر أو عن طريق تقليل الشبكية. الأهم من ذلك ، أنه لا يمكن تصنيع شبكية العين ولا الريتينول من حمض الريتينويك. حمض الريتينويك مهم لصحة الجلد والأسنان وكذلك لنمو العظام. يعمل في تمايز الخلايا الجذعية من خلال مستقبلات حمض الريتينويك الخلوية.

الشكل 2.227 - وبيتا كاروتين

المصادر الجيدة لفيتامين (أ) هي الكبد والبيض ، وكذلك العديد من النباتات ، بما في ذلك الجزر ، التي لها طليعة ، وبيتا كاروتين (الشكل 2.227) والتي يمكن أن يصنع منها الريتينول بفعل مادة ديوكسجيناز.

حساسية الضوء إن نظام الرابطة المزدوجة المترافق في السلسلة الجانبية لفيتامين أ حساس للضوء ويمكن أن ينقلب بين أشكال رابطة الدول المستقلة والأشكال المتحولة عند التعرض له. هذه الاستجابة للضوء هي التي تجعل من الممكن أن يكون لشبكية العين دور في الرؤية في عصي ومخاريط العينين. هنا ، يرتبط شكل الألدهيد (الشبكية) ببروتين رودوبسين في أغشية الخلايا العصوية والمخروطية.

الشكل 2.228 - حساسية اللون للمخاريط والقضبان صورة Aleia Kim

عند التعرض للضوء ذي الطول الموجي المعين ، فإن & ldquotail & rdquo من جزيء الشبكية سوف ينقلب ذهابًا وإيابًا من رابطة الدول المستقلة للانتقال عند الرابطة المزدوجة في الموضع 11 للجزيء. عندما يحدث هذا ، يتم إنشاء إشارة عصبية تشير إلى تعرض الدماغ للضوء. تتميز الأشكال المختلفة قليلاً من رودوبسين بحد أقصى أقصى للامتصاص مما يسمح للدماغ بإدراك الأحمر والأخضر والأزرق على وجه التحديد وتجميع تلك في الصور التي نراها (الشكل 2.228). المخاريط هي الخلايا المسؤولة عن رؤية الألوان ، بينما تشارك العصي في الغالب في الكشف عن الضوء في ظروف الإضاءة المنخفضة.

النقص والفائض

يعد نقص فيتامين أ شائعًا في البلدان النامية وكان مصدر إلهام لتصميم وتوليف الأرز الذهبي المعدل وراثيًا ، والذي يستخدم كمصدر لفيتامين أ للمساعدة في الوقاية من العمى عند الأطفال. جرعة زائدة من فيتامين أ ، تسمى فرط الفيتامين أ خطيرة ويمكن أن تكون قاتلة. يشتبه أيضًا في ارتباط فيتامين أ الزائد بهشاشة العظام. بالنسبة للمدخنين ، يرتبط فائض فيتامين (أ) بزيادة معدل الإصابة بسرطان الرئة ، لكن معدل الإصابة بسرطان الرئة لدى غير المدخنين أقل.

فيتامين د

الشكل 2.229 - كولي كالسيفيرول - فيتامين د 3

يلعب الشكل النشط لفيتامين د أدوارًا مهمة في امتصاص الأمعاء للكالسيوم والفوسفات وبالتالي في صحة العظام. من الناحية الفنية ، يعتبر فيتامين (د) من الفيتامينات ، لأنه مركب يصنعه الجسم. بدلا من ذلك ، يتصرف مثل الهرمون.

يُشتق فيتامين د من الكوليسترول في النهاية ، ويمكن صنعه في تفاعل محفز بواسطة الأشعة فوق البنفسجية. في التفاعل ، يتم تحويل 7-dehydrocholesterol الوسيط إلى cholecalciferol (فيتامين D3) بواسطة ضوء الأشعة فوق البنفسجية (الشكل 2.229). يحدث التفاعل بسهولة في الطبقتين السفلية من الجلد الموضحة في الشكل 2.230.

الشكل 2.230 - طبقات الجلد. الخارج في القمة.

أشكال فيتامين د

يشار إلى خمسة مركبات مختلفة بفيتامين د

فيتامين د 1 - خليط من إرغوكالسيفيرول ولوميستيرول

فيتامين د 2 - إرغوكالسيفيرول

فيتامين د 3 - فيتامين كولي كالسيفيرول

فيتامين D4 - 22-ديهيدروإرجوكالسيفيرول

فيتامين د 3 هو الشكل الأكثر شيوعًا في مكملات الفيتامينات ، كما أنه يشيع الحصول عليه وفيتامين د 2 في النظام الغذائي أيضًا. يتكون الشكل النشط من فيتامين د ، الكالسيتريول (الشكل 2.231) في الجسم بكميات خاضعة للرقابة. يستمر هذا من خلال خطوتين من كولي كالسيفيرول. أولاً ، ينتج الهيدروكسيل في الكبد الكالسيديول بينما ينتج الهيدروكسيل الثاني في الكلى الكالسيتريول. يمكن للخلايا الضامة أحادية الخلية أيضًا تصنيع فيتامين (د) وتستخدم بمثابة سيتوكين لتحفيز الجهاز المناعي الفطري.

آلية العمل

يتحرك الكالسيتريول في الجسم مرتبطًا ببروتين رابط لفيتامين د ، والذي يقوم بتوصيله إلى الأعضاء المستهدفة. يعمل الكالسيتريول داخل الخلايا عن طريق الارتباط بمستقبل فيتامين د (VDR) ، والذي ينتج عنه معظم التأثيرات الفسيولوجية للفيتامين و rsquos. بعد ارتباط الكالسيتريول ، ينتقل VDR إلى النواة حيث يعمل كعامل نسخ للتحكم في مستويات التعبير عن بروتينات نقل الكالسيوم (على سبيل المثال) في الأمعاء. تستجيب معظم الأنسجة لـ VDR المرتبطة بالكالسيتريول والنتيجة هي اعتدال مستويات الكالسيوم والفوسفات في الخلايا.

نقص / فائض

الشكل 2.231 - كالسيتريول - شكل نشط من فيتامين د

يُعد نقص فيتامين (د) أحد أسباب الإصابة بمرض الكساح ، والذي يتسم بطراوة وضعف العظام وغالبًا ما يصيب الأطفال. إنه ليس شائعًا في العالم المتقدم ، ولكنه يثير قلقًا متزايدًا في أماكن أخرى.

من النادر حدوث زيادة في فيتامين د ، ولكن لها تأثيرات سامة ، بما في ذلك فرط كالسيوم الدم ، مما يؤدي إلى ترسب مؤلم للكالسيوم في الأعضاء الرئيسية. من دواعي سمية فيتامين د زيادة التبول والعطش. يمكن أن تؤدي سمية فيتامين (د) إلى التخلف العقلي والعديد من المشاكل الصحية الخطيرة الأخرى.

الشكل 2.232 & alpha-tocopherol - الشكل الأكثر نشاطًا بيولوجيًا لفيتامين E

يتكون فيتامين E من مجموعة من مركبين (توكوفيرول وتوكوترينول - الشكل 2.232) وإيزومرات مجسمة لكل منهما. توجد عادة في الزيوت النباتية. تعمل المركبات في الخلايا كمضادات أكسدة تذوب في الدهون. & alpha-tocopherol (الشكل 2.233) ، الشكل الأكثر نشاطًا من الفيتامين ، يعمل 1) من خلال نظام الحماية الجلوتاثيون بيروكسيديز و 2) في الأغشية لمقاطعة تفاعلات سلسلة بيروكسيد الدهون. في كلا الإجراءين ، يقلل فيتامين E من مستويات أنواع الأكسجين التفاعلية في الخلايا.

الشكل 2.233 - هيكل توكوترينول

الشكل 2.234 - تفاعلات بيروكسيد الدهون

يقوم فيتامين (هـ) بكسح جذور الأكسجين (التي تمتلك إلكترونات غير مقترنة) من خلال التفاعل معها لإنتاج جذور توكوفيرل. يمكن تحويل جذري فيتامين E إلى شكله الأصلي بواسطة متبرع بالهيدروجين. فيتامين ج هو أحد هؤلاء المتبرعين. بهذه الطريقة ، يساعد فيتامين E في تقليل أكسدة المركبات التي تتأكسد بسهولة في تفاعلات بيروكسيد الدهون (الشكل 2.234).

يمكن أن يؤثر فيتامين (هـ) أيضًا على نشاط الإنزيم. يمكن للمركب أن يمنع عمل بروتين كيناز سي في العضلات الملساء وينشط في نفس الوقت تحفيز بروتين فوسفاتيز 2 أ لإزالة الفوسفات ، ووقف نمو العضلات الملساء.

نقص / فائض

يمكن أن يؤدي نقص فيتامين (هـ) إلى ضعف توصيل الإشارات العصبية وغيرها من المشكلات الناتجة عن مشاكل الأعصاب. قد تكون المستويات المنخفضة من الفيتامين عاملاً في انخفاض وزن المواليد والولادات المبكرة. ومع ذلك ، فإن النقص نادر ، ولا يرتبط عادة بالنظام الغذائي.

يقلل فيتامين (هـ) الزائد من مستويات فيتامين ك ، وبالتالي يقلل من القدرة على تجلط الدم. يمكن أن يكون فرط فيتامين (هـ) مع الأسبرين مهددًا للحياة. في المستويات المنخفضة ، قد يلعب فيتامين E دورًا وقائيًا فيما يتعلق بتصلب الشرايين عن طريق تقليل أكسدة LDLs ، وهي خطوة في تكوين البلاك.

الشكل 2.235 - أشكال فيتامين ك صورة بهر جاكوبسون

مثل الفيتامينات الأخرى التي تذوب في الدهون ، يأتي فيتامين K بأشكال متعددة (الشكل 2.235) ويتم تخزينه في الأنسجة الدهنية في الجسم. هناك نوعان أساسيان من فيتامين K1 و K2 والأخير له أشكال فرعية متعددة. الفيتامينات K3 و K4 و K5 مصنوعة صناعياً وليس بيولوجياً.

الشكل 2.236 - إعادة تدوير فيتامين K ويكيبيديا

يستخدم فيتامين K كعامل مساعد للإنزيمات التي تضيف مجموعات الكربوكسيل إلى سلاسل البروتينات الجانبية للجلوتامات لزيادة تقاربها للكالسيوم. ستة عشر من هذه البروتينات معروفة لدى البشر. وهي تشمل البروتينات المشاركة في تخثر الدم (البروثرومبين (يسمى العامل الثاني) ، والعوامل السابع ، والتاسع ، والعاشر) ، واستقلاب العظام (أوستيوكالسين ، ويسمى أيضًا بروتين جلا العظم (BGP) ، وبروتين جلا المصفوفة (MGP) ، وبريوستين) وغيرها. .

يعد تعديل البروثرومبين خطوة مهمة في عملية تخثر الدم (انظر هنا). يؤدي انخفاض مستويات فيتامين ك إلى انخفاض تخثر الدم ، وهي ظاهرة يشار إليها أحيانًا باسم ترقق الدم. الأدوية التي تمنع إعادة تدوير فيتامين ك (الشكل 2.236) عن طريق تثبيط اختزال فيتامين ك إيبوكسيد ، وتنتج مستويات أقل من الفيتامين وتستخدم في علاجات الأشخاص المعرضين للتخثر المفرط. الوارفارين (الكومادين) هو أحد هذه المركبات التي تعمل بهذه الطريقة وتستخدم علاجيًا. يستجيب الأفراد للعقار بشكل تفاضلي ، مما يتطلب منهم إجراء اختبار دوري لمستويات التخثر التي يمتلكونها ، خشية حدوث الكثير جدًا أو القليل جدًا.

الشكل 2.237 - مخطط ترقيم الستيرويد الصورة بواسطة Pehr Jacobson

فيتامين K1 عبارة عن أيسومر مجسم لمستقبلات الإلكترون في النظام الضوئي الأول للنبات المعروف باسم فيلوكينون ويوجد بكثرة في الخضار الورقية الخضراء. يعد Phylloquinone أحد مصادر فيتامين K ، لكن المركب يرتبط بإحكام بأغشية الثايلاكويد ويميل إلى التوافر البيولوجي المنخفض. يتم إنتاج فيتامين ك 2 عن طريق الميكروبات الموجودة في الأمعاء وهو مصدر أساسي للفيتامين. الرضع في الأيام القليلة الأولى قبل تكوين الفلورا المعوية والأشخاص الذين يتناولون المضادات الحيوية واسعة الطيف قد يكون لديهم مستويات منخفضة نتيجة لذلك. النقص الغذائي نادر في حالة عدم وجود ضرر للأمعاء الدقيقة. يشمل الآخرون المعرضون لخطر النقص الأشخاص المصابين بأمراض الكلى المزمنة وأي شخص يعاني من نقص فيتامين (د). ينتج عن أوجه القصور أعراض كدمات سهلة ونزيف حاد في الدورة الشهرية وفقر دم ونزيف في الأنف.

تم العثور على المنشطات ، مثل الكوليسترول في الأغشية وتعمل كهرمونات إشارات في السفر عبر الجسم.

تتكون هرمونات الستيرويد من الكوليسترول ويتم تجميعها في خمس فئات - القشرانيات المعدنية (21 ذرة كربون) ، القشرانيات السكرية (21 كربونًا) ، البروجستاجينات (21 كربونًا) ، الأندروجينات (19 كربونًا) ، والإستروجين (18 ذرة كربون).

القشرانيات المعدنية

القشرانيات المعدنية هي هرمونات ستيرويد تؤثر على توازن الماء والكهارل. الألدوستيرون (الشكل 2.238) هو الهرمون القشري المعدني الأساسي ، على الرغم من أن هرمونات الستيرويد الأخرى (بما في ذلك البروجسترون) لها بعض الوظائف مثله. يحفز الألدوستيرون الكلى على إعادة امتصاص الصوديوم ، وإفراز البوتاسيوم ، وإعادة امتصاص الماء بشكل سلبي. هذه الإجراءات لها تأثير على زيادة ضغط الدم وحجم الدم. يتم إنتاج القشرانيات المعدنية عن طريق المنطقة الكبيبية من قشرة الغدة الكظرية.

القشرانيات السكرية

الشكل 2.238 - الألدوستيرون - قشراني معدني

ترتبط القشرانيات السكرية (GCs) بمستقبلات الجلوكوكورتيكويد الموجودة في كل خلية حيوانية فقارية تقريبًا وتعمل في آلية التغذية المرتدة في جهاز المناعة لتقليل نشاطها. تستخدم الخلايا السرطانية لعلاج الأمراض المرتبطة بفرط نشاط جهاز المناعة. وتشمل هذه الحساسية ، والربو ، وأمراض المناعة الذاتية - الشكل 2.237 - مخطط ترقيم الستيرويد صورة بهر جاكوبسون يخفف. الكورتيزول (الشكل 2.239) هو قشراني كورتيكويد مهم له وظائف القلب والأوعية الدموية ، والتمثيل الغذائي ، والوظائف المناعية. يحتوي الجلوكوكورتيكويد الاصطناعي المعروف باسم ديكساميثازون على تطبيقات طبية لعلاج التهاب المفاصل الروماتويدي والتشنج القصبي (في الربو) والالتهابات بسبب قوتها المتزايدة (25 ضعفًا) مقارنة بالكورتيزول. يتم إنتاج الجلوكوكورتيكويدات في المقام الأول في المنطقة الحزمية لقشرة الغدة الكظرية.

المركبات بروجستيرونية المفعول

الشكل 2.239 - الكورتيزول - قشرانيات سكرية

المركبات بروجستاجينات (وتسمى أيضًا الجستاجين) هي هرمونات ستيرويد تعمل على تنشيط مستقبلات البروجسترون عند الارتباط بها. يشار إلى المركبات بروجستيرونية المفعول الاصطناعية باسم البروجستين. البروجستيرون الأكثر شيوعًا هو البروجسترون (ويسمى أيضًا P4 - الشكل 2.240) وله وظائف في الحفاظ على الحمل. يتم إنتاج البروجسترون بشكل أساسي في مرحلة هجوع الدم من الدورة الشبق بواسطة الجسم الأصفر لمبيض الثدييات. أثناء الحمل ، تستحوذ المشيمة على معظم إنتاج البروجسترون.

الشكل 2.240 البروجسترون - بروجستيرون

الأندروجينات هي هرمونات ستيرويدية تعمل عن طريق ربط مستقبلات الأندروجين لتحفيز نمو والحفاظ على الخصائص الذكورية في الفقاريات. الأندروجينات هي سلائف هرمون الاستروجين (انظر أدناه). الاندروجين الأساسي هو هرمون التستوستيرون (الشكل 2.241). تشمل الأندروجينات الهامة الأخرى ديهدروتستوستيرون (يحفز تمايز القضيب وكيس الصفن والبروستاتا في الجنين) والأندروستينيون (السلائف الشائعة للهرمونات الذكرية والأنثوية).

الشكل 2.241 - التستوستيرون - الأندروجين

هرمونات الاستروجين الستيرويدية هي فئة من المركبات ذات أدوار مهمة في دورات الحيض والشبق. هم أهم الهرمونات الجنسية الأنثوية. يعمل هرمون الاستروجين عن طريق تنشيط مستقبلات هرمون الاستروجين داخل الخلايا. تؤثر هذه المستقبلات بدورها على التعبير عن العديد من الجينات. تشمل الأستروجين الرئيسية عند النساء الإسترون (E1) ، والإستراديول (E2 - الشكل 2.242) ، والإستريول (E3). في سنوات الإنجاب ، يسود استراديول. أثناء الحمل ، يسود هرمون الاستريول وأثناء انقطاع الطمث ، يكون الإسترون هو الاستروجين الرئيسي.

الشكل 2.242 - استراديول - استروجين

يصنع الإستروجين من هرمونات الأندروجين التستوستيرون والأندروستينيون في تفاعل يحفزه الإنزيم المعروف باسم أروماتاز. تثبيط هذا الإنزيم بمثبطات الأروماتاز ​​، مثل إكسيميستان ، هو استراتيجية لوقف إنتاج هرمون الاستروجين. قد يكون هذا جزءًا من العلاج الكيميائي عند وجود أورام تستجيب للإستروجين.

القنب

القنب عبارة عن مجموعة من المواد الكيميائية التي ترتبط بمستقبلات الدماغ (مستقبلات القنب) ولها تأثيرات عليها ، مما يؤدي إلى تثبيط إطلاق الناقلات العصبية. فئات من هذه المركبات تشمل endocannabinoids (المصنوعة في الجسم) ، نباتات الكانابينويد (المصنوعة في النباتات ، مثل الماريجوانا) ، والقنب الاصطناعية (من صنع الإنسان).

Endocannabinoids هي جزيئات طبيعية مشتقة من حمض الأراكيدونيك. مستقبلات الكانابينويد وفيرة للغاية ، وتضم أكبر عدد من بروتين G- 247 الشكل 2.243 - تتراهيدروكانابينول - عنصر نشط في مستقبلات الماريجوانا المقترنة الموجودة في الدماغ. وأشهر أنواع نبات الكانابينويد هو & Delta-9- رباعي هيدروكانابينول (THC) ، وهو المكون الأساسي ذو التأثير النفساني (من أصل 85 شبًا للقنب) في الماريجوانا (الشكل 2.243).

الشكل 2.243 - رباعي هيدروكانابينول - عنصر نشط في الماريجوانا

الشكل 2.244 - Anandamide - أحد endocannabinoid

Anandamide (N-arachidonoylethanolamine - الشكل 2.244) هو ناقل عصبي endocannabinoid مشتق من حمض الأراكيدونيك. يمارس نشاطه بشكل أساسي من خلال مستقبلات القنب CB1 و CB2 ، نفس تلك المرتبطة بالمكون النشط في الماريجوانا ، و Delta9-tetrahydrocannabinol. أنانداميد له أدوار في تحفيز الأكل / الشهية والتأثير على الدافع والمتعة. لقد تم اقتراح أن تلعب دورًا في & ldquorunners high ، & rdquo تأثير مسكن من المجهود ، خاصة بين العدائين. يبدو أن أنانداميد يضعف وظيفة الذاكرة في الفئران.

تم العثور على Anandamide في الشوكولاتة ويتواجد أيضًا مركبان يحاكيان آثاره (N-oleoylethanolamine و Nlinoleoylethanolamine). يقوم إنزيم أميد هيدرولاز الأحماض الدهنية (FAAH) بتكسير أنانداميد إلى حمض أراكيدونيك وإيثانول أمين.

Lipoxins (الشكل 2.245) هي مركبات إيكوزانويد تشارك في تعديل الاستجابات المناعية ولها تأثيرات مضادة للالتهابات. عندما تظهر مادة الليبوكسين في الالتهاب فإنها تبدأ في نهاية العملية. تعمل الليبوكسينات على جذب البلاعم إلى الخلايا المبرمجة في موقع الالتهاب وتبتلعها. تعمل Lipoxins أيضًا على بدء مرحلة حل عملية الالتهاب.

الشكل 2.245 - ليبوكسين A4

يتم تحفيز تركيب ليبوكسين واحد على الأقل (LX4 المحفز بالأسبرين) بواسطة الأسبرين. يحدث هذا كمنتج ثانوي لأسيتيل الأسبرين و rsquos من COX-2. عندما يحدث هذا ، يتم إعادة توجيه النشاط التحفيزي للإنزيم و rsquos إلى تخليق حمض 15R-hydroxyeicosatetraenoic (HETE) بدلاً من البروستاجلاندين. 15R-HETE هو مؤيد لـ 15-epimer lipoxins ، بما في ذلك LX4 المحفز بالأسبرين.

الشكل 2.246 - هيكل الهيم ب

مجموعات الهيم عبارة عن مجموعة من العوامل المساعدة البروتينية / الإنزيمية التي تحتوي على حلقة عطرية حلقية غير متجانسة كبيرة تُعرف باسم حلقة بورفيرين مع أيون حديدوز (Fe ++) في الوسط. مثال على حلقة البورفيرين مع الحديد (الموجود في Heme B من الهيموجلوبين) ، موضح في الشكل 2.246. عند احتوائها في بروتين ، تُعرف هذه مجتمعة بالبروتينات الدموية (الشكل 2.247).

يعد الهيم بالطبع مكونًا أساسيًا للهيموجلوبين ، ولكنه موجود أيضًا في بروتينات أخرى ، مثل الميوغلوبين والسيتوكرومات وإنزيمات الكاتلاز وسكسينات ديهيدروجينيز. تعمل البروتينات الدموية في نقل الأكسجين والتحفيز ونقل الإلكترون. يتم تصنيع الهيم في الكبد ونخاع العظام في مسار محفوظ عبر مجموعة واسعة من علم الأحياء.

الشكل 2.247 - هيم مضمن في ويكيبيديا بروتين هيموبروتين نازع هيدروجين السكسينات

البورفوبيلينوجين

البورفوبيلينوجين (الشكل 2.248) هو جزيء بيرول يشارك في استقلاب البورفيرين. يتم إنتاجه من aminolevulinate بفعل الإنزيم المعروف باسم ALA dehydratase. يتفاعل البورفوبيلينوجين عن طريق إنزيم بورفوبيلينوجين ديميناز. يمكن أن يؤدي نقص الإنزيم الأخير (وغيره في استقلاب البورفيرين) إلى حالة تعرف باسم البورفيريا ، والتي تؤدي إلى تراكم البورفوبيلينوجين في سيتوبلازم الخلايا.

الشكل 2.248 - البورفوبيلينوجين

يمكن أن يتجلى المرض في آلام حادة في البطن والعديد من المشكلات النفسية. يشتبه في أن كل من فنسنت فان جوخ والملك جورج الثالث قد عانوا من البورفيريا ، مما قد يتسبب في نشوء حالة الملك جورج الثالث. من الجلد في الأشكال غير الحادة من المرض يمكن أن يخطئ ، مما يدفع البعض إلى إدراك ذلك على أنه نقص في الهيموجلوبين وبالتالي فإن & ldquothirst & rdquo للدم المتخيل لمصاصي الدماء.

الشكل 2.249 - هيكل دوليكول بيروفوسفات

Dolichol هو اسم لمجموعة من الجزيئات غير القطبية مصنوعة من خلال الجمع بين وحدات الأيزوبرين معًا. تلعب الأشكال المفسفرة من dolichols أدوارًا مركزية في N- glycosylation للبروتينات. تبدأ هذه العملية ، التي تحدث في الشبكة الإندوبلازمية للخلايا حقيقية النواة ، بغشاء دوليكول بيروفوسفات (الشكل 2.249) والذي يرتبط به قليل السكاريد (انظر أيضًا هنا). يحتوي هذا السكاريد الصغير على ثلاثة جزيئات من الجلوكوز وتسعة جزيئات من المانوز وجزيئين من N-acetylglucosamine.

ومن المثير للاهتمام ، أن السكريات مرتبطة ببيروفوسفات dolichol حيث يشير البيروفوسفات إلى الخارج (بعيدًا عن) الشبكة الإندوبلازمية ، ولكن بعد التعلق ، ينقلب مجمع dolichol بحيث يقع جزء السكر في داخل الشبكة الإندوبلازمية. هناك ، يتم نقل مجمع السكر بأكمله إلى أميد سلسلة جانبية من الهليون من البروتين المستهدف.

سلاسل الأسباراجين الجانبية الوحيدة التي يمكن الارتباط بها هي في البروتينات حيث تحدث التسلسلات Asn-X-Ser أو Asn-X-Thr. يمكن إزالة السكريات / إضافتها بعد نقلها إلى البروتين. تزداد مستويات dolichol في دماغ الإنسان مع تقدم العمر ، ولكن في الأمراض التنكسية العصبية تنخفض.

الشكل 2.250 - راتنج شجرة الصنوبر - مصدر للتربينات ويكيبيديا

تربين هي أعضاء في فئة الجزيئات غير القطبية المصنوعة من وحدات الأيزوبرين. يتم إنتاج التربين بشكل أساسي عن طريق النباتات وبعض الحشرات. التربينويدات هي مجموعة ذات صلة من الجزيئات تحتوي على مجموعات وظيفية تفتقر إلى التربين.

Terpenes لديها مجموعة متنوعة من الوظائف. في النباتات ، غالبًا ما يلعبون دورًا دفاعيًا في الحماية من الحشرات. يأتي اسم التربين من زيت التربنتين ، الذي له رائحة مثل بعض أنواع التربينات. تعتبر التربينات مكونات شائعة لراتنجات النباتات (أعتقد الصنوبر) وهي تستخدم على نطاق واسع في الأدوية وكعطور. القفزات ، على سبيل المثال ، تكتسب بعضًا من رائحتها المميزة ونكهة من التربين. ومع ذلك ، ليس كل التربين لها رائحة قوية.

الشكل 2.251 - ثلاثة monoterpenes

يتم تصنيع التربين ، مثل المنشطات ، بدءًا من لبنات البناء البسيطة المعروفة باسم isoprenes. هناك اثنان منهم - ثنائي ميثيل أليل بيروفوسفات وما يرتبط به من بيروفوسفات إيزوبنتنيل و (الشكلان 2.252 و 2.253) اللذان يجمعان 1-2 وحدة في وقت واحد لإنشاء هياكل ذات ترتيب أعلى. يتداخل تخليق التربين ويتضمن تخليق الستيرويد.

الشكل 2.252 - ثنائي ميثيل الأليل بيروفوسفات

يتم تصنيف التربينات والتربينويدات وفقًا لعدد وحدات الأيزوبرين التي تحتوي عليها. وهي تشمل hemiterpenes (وحدة واحدة) ، monoterpenes (وحدتان) ، sesquiterpenes (ثلاث وحدات) ، diterpenes (أربع وحدات) ، sesterterpenes (خمس وحدات) ، triterpenes (ست وحدات) ، sesquarterpenes (سبع وحدات) ، رباعي الأسطوانات (ثماني وحدات) ، بولي تربين (العديد من الوحدات). فئة أخرى من الجزيئات المحتوية على التربين ، النوريزوتيربينويدات تنشأ من تفاعلات البيروكسيديز المحفزة على جزيئات التربين.

الشكل 2.253 - بيروفوسفات الأيزوبنتينيل

تشمل التربينات الشائعة أحادي التربينول (أرجواني) ، الليمونين (الحمضيات) ، الميرسين (القفزات) ، اللينالول (الخزامى) ، والصنوبر (الصنوبر). تشمل التربينات ذات الترتيب الأعلى تاكساديين (سلائف ديتيربين للتاكسول) ، والليكوبين (رباعي الأسطوانات) ، والكاروتين (رباعي الأسطوانات) ، والمطاط الطبيعي (بولي تربين).

سلائف الستيرويد geranyl pyrophosphate (مشتق monoterpene) و farnesyl pyrophosphate (مشتق sesquiterpene) و squalene (triterpene) كلها تربين أو مشتقات منها. يتم اشتقاق فيتامين أ والفيتول من مادة الديتيربين.

الشكل 2.254 - الليكوبين - رباعي الأسطوانات

الكافيين هو أكثر العقاقير ذات التأثير النفساني استهلاكًا في العالم (الشكل 2.255). مادة قلويد ميثيل زانتين ، الكافيين يرتبط ارتباطًا وثيقًا بالأدينين والجوانين وهذا مسؤول عن العديد من التأثيرات على الجسم. يمنع الكافيين ارتباط الأدينوزين بمستقبلاته وبالتالي يمنع ظهور النعاس الناجم عن الأدينوزين. يعبر الكافيين بسهولة الحاجز الدموي الدماغي ويحفز إطلاق النواقل العصبية. يحفز الكافيين أجزاء من الجهاز العصبي اللاإرادي ويثبط نشاط إنزيم الفوسفوديستيراز. هذا الأخير ينتج عن رفع مستويات cAMP في الخلايا ، مما ينشط بروتين كيناز A وينشط تكسير الجليكوجين ، ويمنع تخليق TNF- و alpha و leukotriene ، مما يؤدي إلى تقليل الالتهاب والمناعة الفطرية.

الشكل 2.255 - الكافيين

يحتوي الكافيين أيضًا على تأثيرات على نظام الكوليني (مثبط أستيل كولينستراز) ، وهو مضاد لمستقبلات إينوزيتول ثلاثي الفوسفات 1 ، وهو منشط مستقل للجهد لمستقبلات ريانودين (مجموعة من قنوات الكالسيوم الموجودة في العضلات الهيكلية والعضلات الملساء وخلايا عضلة القلب).

يختلف عمر النصف للكافيين في الجسم بشكل كبير. في البالغين الأصحاء ، يبلغ عمر النصف حوالي 3-7 ساعات. يقلل النيكوتين من عمر النصف ويمكن أن تضاعف موانع الحمل والحمل. يستقلب الكبد مادة الكافيين ، لذا فإن صحة الكبد عامل في نصف العمر. CYP1A2 من إنزيم أوكسيديز السيتوكروم P450 هو المسؤول الأول. الكافيين مبيد طبيعي في النباتات ، يشل الحشرات المفترسة.

مجمعات البروتين الدهني وحركة الدهون في الجسم

مجمعات البروتين الدهني هي مجموعات من البروتينات الدهنية والدهون المرتبطة بها والتي تعمل على إذابة الدهون والجزيئات غير القطبية الأخرى ، مثل الكوليسترول ، حتى تتمكن من السفر في مجرى الدم بين أنسجة الجسم المختلفة. توفر البروتينات الشحمية الاستحلاب اللازم لهذا الغرض. تتشكل مجمعات البروتين الدهني في كرات صغيرة و ldquoballs و rdquo مع البروتينات الدهنية القابلة للذوبان في الماء على الدهون الخارجية وغير القطبية ، مثل الدهون وإسترات الكوليستريل والفيتامينات التي تذوب في الدهون في الداخل.

يتم تصنيفهم حسب كثافتهم. وتشمل هذه (من أعلى كثافة إلى أدنى) البروتينات الدهنية عالية الكثافة (HDLs) والبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة (LDLs) والبروتينات الدهنية متوسطة الكثافة (IDLs) والبروتينات الدهنية منخفضة الكثافة جدًا (VLDLs) والكلومكرونات. يتم تصنيع هذه الجزيئات في الكبد والأمعاء الدقيقة.

البروتينات البروتينية

الشكل 2.256 - البروتينات البروتينية

يحتوي كل مركب من البروتينات الدهنية على مجموعة مميزة من البروتينات الدهنية ، كما هو موضح في الشكل 2.256. يتميز ApoC-II و ApoC-III بوجودهما في جميع مجمعات البروتين الدهني والأدوار التي يلعبونها في تنشيط (ApoC-II) أو تعطيل ليباز البروتين الدهني (ApoC-III). ليباز البروتين الدهني هو إنزيم خلوي يحفز تكسير الدهون من المجمعات. ApoE (انظر أدناه) مفيد للمساعدة في التنبؤ باحتمالية حدوث مرض الزهايمر لدى المريض.

التحرير الجيني

الشكل 2.257 - ApoA-I

إن ApoB-48 و ApoB-100 مثيران للاهتمام في أن يتم ترميزهما بواسطة نفس الجين ، ولكن يحدث حدث فريد لتحرير تسلسل mRNA يحول أحدهما إلى الآخر. يتكون ApoB-100 في الكبد ، لكن ApoB-48 مصنوع في الأمعاء الدقيقة. تحتوي الأمعاء الدقيقة على إنزيم يزيل أمين السيتيدين في النيوكليوتيد رقم 2153 من الرنا المرسال المشترك. هذا يغيره إلى uridine ويغير الكودون الموجود فيه من CAA (رموز الجلوتامين) إلى UAA (إيقاف الكودون). لا يحتوي الكبد على هذا الإنزيم ولا يُحدث التغيير في الرنا المرسال. وبالتالي ، يتم تصنيع بروتين أقصر في الأمعاء (ApoB-48) من البروتين الذي يصنع في الكبد (ApoB-100) باستخدام نفس تسلسل الجينات في الحمض النووي.

تعتبر حركة الدهون في الجسم مهمة لأنها لا تخزن في جميع الخلايا. فقط الخلايا المتخصصة التي تسمى الخلايا الشحمية تخزن الدهون. هناك ثلاثة مسارات ذات صلة في الجسم لتحريك الدهون. كما هو موضح أدناه ، فهي 1) المسار الخارجي 2) المسار الداخلي ، و 3) مسار النقل العكسي.

مسار خارجي

الشكل 2.258 - رسم تخطيطي لصورة chylomicron بواسطة Aleia Kim

يجب نقل الدهون الغذائية التي تدخل الجسم من الأمعاء ، حسب الاقتضاء ، إلى الأماكن التي تحتاجها أو تخزنها. هذه هي وظيفة المسار الخارجي لحركة الدهون في الجسم. يتم نقل جميع الدهون الغذائية (الدهون ، والكوليسترول ، والفيتامينات التي تذوب في الدهون ، والدهون الأخرى). في حالة الدهون الغذائية ، تبدأ رحلتها بعد تناولها أولاً عن طريق تذويبها بواسطة الأحماض الصفراوية في الأمعاء. بعد المرور عبر المعدة ، يقوم الليباز البنكرياس بقطع اثنين من الأحماض الدهنية من الدهون ، تاركًا أحادي الأسيل الجلسرين. يتم امتصاص الأحماض الدهنية و monoacyl glycerol بواسطة الخلايا المعوية (الخلايا المعوية) وإعادة تجميعها مرة أخرى في دهون ، ثم يتم خلطها مع الفوسفوليبيدات ، وإسترات الكوليسترول ، والبروتين الشحمي B-48 ومعالجتها لتشكيل الكيلومكرونات (الشكلان 2.258 و amp 2.259) في جهاز جولجي والشبكة الإندوبلازمية الملساء.

الشكل 2.259 - منظور آخر لـ chylomicron WIkipedia

يتم طرد هذه الخلايا من الخلية إلى الشعيرات الدموية الليمفاوية التي تسمى اللاكتيل. تمر الكيلومكرونات عبر اللاكتيلات وتدخل مجرى الدم عبر الوريد تحت الترقوة الأيسر. داخل مجرى الدم ، يقوم بروتين ليباز البروتين الدهني بتفتيت الدهون مما يتسبب في تقلص الكيلوميكرون ويصبح ما يعرف ببقايا الكيلومكرونات. يحتفظ بالكوليسترول وجزيئات الدهون الأخرى.

تنتقل بقايا الكيلومكرونات إلى الكبد حيث يتم امتصاصها (الشكل 2.260). يتم تحقيق ذلك من خلال مستقبلات في الكبد تتعرف على ApoE لل chylomicrons وترتبط به. ثم يتم استيعاب المجمعات المربوطة عن طريق الالتقام الخلوي ، وتتحلل في الجسيمات الحالة ، ويتم توزيع الكوليسترول في خلايا الكبد.

مسار داخلي

يلعب الكبد دورًا مركزيًا في إدارة احتياجات الجسم من الدهون. عندما يحتاج الجسم إلى الدهون أو عندما تكون قدرة الكبد على احتواء دهون أكثر مما يوفره النظام الغذائي ، يقوم الكبد بتعبئة الدهون وإسترات الكوليستريل في مجمعات البروتين الدهني منخفض الكثافة جدًا (VLDL) ويصدرها عبر المسار الداخلي. تحتوي مجمعات VLDL على ApoB-100 و ApoC-I و ApoC-II و ApoC-III و ApoE. تدخل VLDLs الدم وتنتقل إلى العضلات والأنسجة الدهنية حيث يتم تنشيط ليباز البروتين الدهني بواسطة ApoC-II. في خلايا العضلات ، يتم امتصاص الأحماض الدهنية المنبعثة وأكسدتها. على النقيض من ذلك ، في adipoctyes ، يتم امتصاص الأحماض الدهنية وإعادة تجميعها مرة أخرى في ثلاثي الجليسريد (الدهون) وتخزينها في قطرات الدهون. تؤدي إزالة الدهون من VLDLs إلى تقلصها ، أولاً إلى مجمعات البروتين الدهني متوسط ​​الكثافة (IDL) (وتسمى أيضًا بقايا VLDL) ثم إلى مجمعات البروتين الدهني منخفض الكثافة (LDL).

الشكل 2.260 - حركة الدهون في الجسم - أخضر = مسار خارجي أزرق = مسار داخلي أرجواني = مسار نقل عكسي صورة ألييا كيم

يترافق تقلص VLDLs مع فقدان البروتينات الدهنية بحيث تتكون LDLs بشكل أساسي من ApoB-100. يعتبر مجمع البروتين الدهني هذا مهمًا لأن الخلايا لديها مستقبلات لربطها واستيعابها عن طريق الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات (الشكل 2.261). حتى هذه النقطة ، سافر الكوليسترول واسترات الكوليسترول في chylomicrons و VLDLs و IDLs حيث تم تجريد الدهون. لكي تدخل مركبات الكوليسترول إلى الخلية من مجمعات البروتين الدهني ، يجب أن تستوعبها الخلايا وهذا هو عمل الالتقام الخلوي المستقبلي.

مسار النقل العكسي

اعتبار آخر مهم لحركة الدهون في الجسم هو مسار النقل العكسي (الشكل 2.260). ويسمى أيضًا مسار نقل الكوليسترول العكسي ، لأن الكوليسترول هو الجزيء الأساسي المعني. يتضمن هذا المسار الفئة الأخيرة من مجمعات البروتين الدهني المعروفة باسم البروتينات الدهنية عالية الكثافة (HDLs). على النقيض من LDLs ، والتي يشار إليها عادة باسم & ldquobad cholesterol & rdquo (انظر أدناه أيضًا) ، تُعرف HDLs باسم & ldquogood cholesterol. & rdquo

الشكل 2.261 - عملية الالتقام الخلوي بوساطة المستقبلات صورة ألييا كيم

يتم تصنيع HDLs في الكبد والأمعاء الدقيقة. أنها تحتوي على القليل من الدهون أو لا تحتوي على أي دهون عند صنعها (تسمى HDLs المستنفدة) ، ولكنها تؤدي دور & ldquoscavenger & rdquo للكوليسترول في الدم ومن بقايا مجمعات البروتين الدهني الأخرى (التالفة) في الدم. لأداء مهمتها ، تحمل HDLs الإنزيم المعروف باسم lecithincholesterol acyl transferase (LCAT) ، والذي تستخدمه لتكوين استرات الكوليستريل باستخدام الأحماض الدهنية من الليسيثين (فوسفاتيديل كولين) ثم يتم استيعابها.

الكوليسترول المستخدم لهذا الغرض يأتي من مجرى الدم ، من الضامة ، ومن الخلايا الرغوية (مجمعات البلاعم- LDL - الشكل 2.262). تؤدي إضافة استرات الكوليسترول إلى تضخم HDL والشكل 2.261 - عملية الالتقام الخلوي بوساطة المستقبل صورة بواسطة Aleia Kim عندما تنضج ، تعيد حمولتها من الكوليسترول إلى الكبد أو ، بدلاً من ذلك ، إلى جزيئات LDL من أجل الالتقام الخلوي. HDLs لها تأثير على خفض مستويات الكوليسترول ولهذا السبب توصف بأنها & ldquogood cholesterol. & rdquo

تنظيم نقل الدهون

الشكل 2.262 - ويكيبيديا مجمع الخلايا الرغوية

من المهم أن تحصل الخلايا على الطعام عندما تحتاج إليه ، لذا فإن بعض التحكم في حركة العناصر الغذائية أمر بالغ الأهمية. يلعب الكبد دورًا رئيسيًا في تعديل مستويات الجلوكوز في الدم ، وهو مهم أيضًا لأداء نفس الدور بالنسبة للدهون. ينجز هذه المهمة باستخدام مستقبلات LDL المتخصصة على سطحه. ترتبط مستقبلات الكبد LDL بـ LDLs التي لم تمتصها الخلايا الأخرى في مسارها عبر مجرى الدم. تعد المستويات العالية من LDLs إشارة للكبد لتقليل إنتاج VLDLs للإفراز.

الأشخاص المصابون بالمرض الوراثي المعروف باسم فرط كوليسترول الدم العائلي ، والذي يظهر بمستويات عالية بشكل خطير من LDLs ، يفتقرون إلى مستقبلات LDL التي تعمل بشكل صحيح على خلايا الكبد.

الشكل 2.263 - تطور تصلب الشرايين ويكيبيديا

في الأشخاص الذين يعانون من هذا المرض ، لا يحصل الكبد أبدًا على إشارة إلى أن مستويات LDL مرتفعة. في الواقع ، بالنسبة للكبد ، يبدو أن جميع VLDLs و LDLs يتم تناولها بواسطة الأنسجة الطرفية ، لذلك فهي تخلق المزيد من VLDL لمحاولة زيادة المستويات. إذا لم يتم علاج المرض ، فقد كان قاتلاً مبكرًا ، لكن الأدوية الحديثة مثل الستاتين زادت بشكل كبير من مدى حياة المرضى. ترتبط الاحتياجات الخلوية لمحتويات LDLs ارتباطًا مباشرًا بمستويات تخليق مستقبلات LDL على أغشيتها. نظرًا لأن الخلايا تحتاج إلى المزيد من الكوليسترول ، فإن تركيبها لمكونات المستقبلات يرتفع ويقل مع تقلص الحاجة.

الكولسترول الجيد / الكوليسترول السيئ

من المقبول عمومًا أن & ldquohigh كولسترول & rdquo مستويات ليست صحية. هذا يرجع ، على الأقل بشكل غير مباشر ، إلى الناقلات الأولية للكوليسترول ، LDLs. تتمثل الوظيفة الأساسية لـ LDLs في توصيل الكوليسترول والدهون الأخرى مباشرة إلى الخلايا عن طريق الالتقام الخلوي بوساطة المستقبل (الشكل 2.237). على الرغم من ذلك ، ترتبط المستويات العالية من LDLs بتكوين لويحات تصلب الشرايين (الشكل 2.263 و 2.264) وحدوث تصلب الشرايين ، مما يؤدي إلى وصفها على أنها & ldquobad cholesterol. & rdquo ؛ وذلك لأنه عندما تكون مستويات LDL عالية جدًا ، يبدأ تكوين البلاك. يُعتقد أن أنواع الأكسجين التفاعلية (الأعلى في دم المدخنين) تسبب أكسدة جزئية لمجموعات الأحماض الدهنية في LDLs. عندما تكون المستويات مرتفعة ، فإنها تميل إلى التراكم في المصفوفة خارج الخلية للخلايا الظهارية في داخل الشرايين. تمتص البلاعم في الجهاز المناعي الكوليسترول الضار (بما في ذلك الكوليسترول).

نظرًا لأن الضامة يمكنها التحكم في كمية الكوليسترول التي تمتصها ، يبدأ الكوليسترول في التراكم فيها وتتخذ مظهرًا يؤدي إلى وصفها بالخلايا الرغوية. عملية موت الخلايا المبرمج (موت الخلايا المبرمج). يؤدي تراكم هذه الأنسجة جنبًا إلى جنب مع الأنسجة الندبية من الالتهاب إلى تكوين طبقة البلاك. يمكن أن تنمو اللويحات وتمنع تدفق الدم أو قد تنكسر قطع منها وتسد فتحات أصغر في إمداد الدم ، مما يؤدي في النهاية إلى نوبة قلبية أو سكتة دماغية.

الكولسترول الجيد

من ناحية أخرى ، ترتبط المستويات العالية من البروتين الدهني عالي الكثافة (HDL) ارتباطًا عكسيًا بتصلب الشرايين وأمراض الشرايين. البروتينات الدهنية عالية الكثافة المستنفدة قادرة على إزالة الكوليسترول من الخلايا الرغوية. يحدث هذا نتيجة التلامس بين بروتين ApoA-I الخاص بـ HDL وبروتين نقل على خلية الرغوة (ABC-G1). بروتين نقل آخر في الخلية الرغوية ، ABCA-1 ينقل الكوليسترول الإضافي من داخل الخلية إلى غشاء البلازما حيث يتم امتصاصه في HDL وإعادته إلى الكبد أو إلى LDLs عن طريق مسار النقل العكسي للكوليسترول.

الشكل 2.264 - لوحة الشريان السباتي الفعلية ويكيبيديا

يؤدي نقص جين ABCA-1 إلى مرض طنجة. في هذه الحالة ، تكون البروتينات الدهنية عالية الكثافة غائبة تمامًا تقريبًا لأنها تظل فارغة نتيجة عدم قدرتها على امتصاص الكوليسترول من الخلايا الرغوية ، وبالتالي يتم تدميرها بواسطة الجسم.

ApoE ومرض الزهايمر و rsquos

ApoE هو أحد مكونات chylomicrons وهو موجود أيضًا في الدماغ والضامة والكلى والطحال. في البشر ، يوجد في ثلاثة أليلات مختلفة ، E2 و E3 و E4. يرتبط الأليل E4 (الموجود في حوالي 14٪ من السكان) بزيادة احتمالية الإصابة بمرض الزهايمر. الأشخاص غير المتجانسين للأليل هم أكثر عرضة للإصابة بالمرض بنسبة 3 مرات ، ومن المحتمل أن يصابوا بالمرض متماثل الزيجوت بنسبة 15 مرة. من غير المعروف سبب ارتباط هذا الجين أو الأليل بالمرض. تختلف الأليلات الثلاثة قليلاً فقط في تسلسل الأحماض الأمينية ، لكن التغييرات تسبب اختلافات هيكلية ملحوظة. يرتبط الأليل E4 بزيادة مستويات أيون الكالسيوم وموت الخلايا المبرمج بعد الإصابة. يرتبط مرض الزهايمر ورسكووس بتراكم تكتلات ببتيد الأميلويد وبيتا. يعمل ApoE على تعزيز الانهيار التحلل للبروتين ، كما أن الشكل الإسوي E4 ليس فعالًا في هذه التفاعلات مثل الأشكال الإسوية الأخرى.


شاهد الفيديو: Fate of fatty acids u0026 glycerol مصير الأحماض الدهنية والجليسرين (أغسطس 2022).