Доклады моип. Секция Геронтологии. Сборник статей icon

Доклады моип. Секция Геронтологии. Сборник статей





НазваниеДоклады моип. Секция Геронтологии. Сборник статей
страница8/17
м.н. Донцов
Дата01.02.2013
Размер3.27 Mb.
ТипДоклад
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   17
^

ВОЗРАСТНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО ОБМЕНА


Е.В. Терёшина


В организме человека глюкоза и насыщенные жирные кислоты (ЖК) (пальмитиновая (С16:0) и стеариновая (С18:0) являются основными субстратами для синтеза АТФ, т.е. для обеспечения клетки энергией. Глюкоза – водорастворимое соединение, поэтому для ее переноса в одной среде кровотока не требуются специальные носители. Однако она не может свободно проникать в клетку сквозь липидный бислой плазматических мембран. Для этой цели существуют специальные белки-переносчики глюкозы семейства Glut.


Функционирование белков-переносчиков регулируется через инсулиновый рецептор (IR). В наибольшем количестве IR обнаружены в скелетной мышце, жировой ткани и в печени. Белок IR во всех тканях кодируется одним и тем же геном и везде имеет одну и ту же структуру, но чувствительность рецептора зависит от тканевой принадлежности. Так, IR печени имеет наибольшую чувствительность к инсулину, а IR скелетной мышцы – наименьшую.

Основное количество глюкозы, поступающей в организм, направляется в печень. В этом органе 36% экзогенной глюкозы расходуется на синтез гликогена, остальное количество потребляется на липогенез, т.е. на синтез насыщенных ЖК и глицерола. В жировой ткани вся поступившая глюкоза используется для синтеза ТГ. Адипоциты не секретируют ТГ, и они образуют внутриклеточные скопления. Скопления ТГ имеют структуру жидких кристаллов. Жидкокристаллическую структуру имеют также скопления эфиров холестерина (ЭХ) и фосфолипидов (ФЛ) 1.

Если все насыщенные ЖК в ТГ имеют одну длину, то такие кристаллические упаковки очень плотные и клетке не удается мобилизовать аккумулированный жир для дальнейшего использования. Чтобы сделать кристаллы менее плотными, клетка использует олеиновую (С18:1) кислоту. Присутствие олеиновой ЖК делает запасы жира метаболизируемыми. Таким образом, IR регулирует распределение глюкозы в организме, а тканевые механизмы регуляции определяют, будет ли глюкоза использована непосредственно как топливо или для образования запасов энергетических субстратов в виде гликогена и эндогенных насыщенных ЖК, связанных в ТГ. Глюкоза способна обеспечить энергией все функции организма. Однако синтез гликогена и липогенез – энергоемкий процесс. При питании глюкозой баланс между расходованием энергии на «повседневные» нужды организма и на синтез запасаемых соединений позволяет выживать и успешно проходить весь жизненный цикл только определенной группе животных.

Животные разделяются на три большие группы в соответствии с источником энергии: на травоядных, питающихся в основном глюкозой, на хищников, использующих насыщенные ЖК, и на всеядных, потребляющих и то, и другое. Человек принадлежит группе всеядных животных, по линии которых совершалась эволюция головного мозга. Глюкоза – единственный субстрат, который обеспечивает энергией мозг. Для роста, развития и воспроизводства человеку необходим дополнительный источник энергии. Этим источником являются экзогенные насыщенные жирные кислоты.

Природные ЖК различаются по длине углеводородной цепи и по числу двойных связей (степени ненасыщенности). ЖК не растворяются в воде и транспортируются в кровотоке специфическими белками. Свободные ЖК переносятся в крови альбумином. ЖК, соединяясь с глицеролом, образуют ТГ и ФЛ, соединяясь с холестерином – ЭХ. Совместно с белками ТГ, ЭХ и ФЛ образуют частицы липопротеидов.

Полиненасыщенные ЖК используются организмом главным образом для синтеза разнообразных низкомолекулярных медиаторов иммунной системы, а также в качестве вторичных мессенджеров для трансмембранной передачи сигналов. Полиненасыщенные ЖК не входят в пул свободных ЖК крови. Насыщенные ЖК переносятся к клеткам в комплексе с альбумином. При связывании в кровотоке со свободными ЖК альбумин проявляет наибольшую афинность к олеиновой кислоте. Пул свободных ЖК крови образован в основном пальмитиновой, стеариновой, олеиновой, линолевой и арахидоновой (С20:4) кислотами.


Жировая ткань секретирует множество факторов, в числе которых гормон лептин. Лептин способствует утилизации ЖК в клетках, активируя фермент пальмитоил-карнитин-ацил-трансферазу-1. Инсулин и лептин – два фактора, которые контролируют долгосрочное расходование энергии в организме. Уровень инсулина пропорционален содержанию жира в теле. Секреция инсулина активируется глюкозой и насыщенными ЖК, а ингибируется лептином. Несмотря на то, что перенос ЖК в клетки не регулируется строго, их распределение в организме контролируется уровнем и составом пула свободных ЖК в крови. Управление пулом ЖК является составной частью механизма, обеспечивающего поддержание тканевого энергетического баланса, а также равновесия между пролиферацией и апоптозом. Высокий уровень свободных ЖК в крови является этиологическим фактором развития резистентности к инсулину и ряда патологий, характерных для старшего возраста.

Транспорт холестерина в кровотоке распределяется на три основные потока.

^ Первый поток: ЭХ синтезируются в ЛПВП и частично переносятся на ЛПНП. ЛПНП и ЛПВП транспортируют ЭХ в печень, где из холестерина эфиров синтезируются желчные кислоты, а ненасыщенные ЖК преобразуются в насыщенные и используются для синтеза ТГ. В гепатоцитах ЛПНП взаимодействует со специфическим рецептором LDLr, а ЛПВП – со специфическим рецептором SRB1. Свободный холестерин, содержащийся в ЛПВП, поступает в желчь непосредственно. Именно этот холестерин затем реабсорбируется из кишечника в кровь.

^ Второй поток: ЛПНП переносят ЭХ в макрофаги, где из полиненасыщенных ЖК синтезируются медиаторы иммунной системы, а освободившийся холестерин экспонируется на клеточной мембране и затем захватывается частицами ЛПВП. В макрофагах ЛПНП взаимодействуют с неспецифическим рецептором CD36, поэтому поступление ЭХ в макрофаги регулируется слабо. ЛПВП с макрофагами не взаимодействует.

^ Третий поток: ЛПВП переносят ЭХ к неплацентарным стероидогенным тканям, где из холестерина синтезируются половые гормоны, а ненасыщенные ЖК метаболизируют. Интенсивность потоков ЭХ в печень и в стероидогенные ткани регулируется эстрогенами.

Общесистемные потоки глюкозы, ЖК и холестерина регулируются гормонами, рецепторами, а также различными ядерными факторами транскрипции, которые экспрессируются главным образом в жировой ткани и в печени. Разные отделы жировой ткани секретируют ЖК в разные сосудистые русла. Так, ЖК, продуцируемые висцеральной жировой тканью, поступают в сосуды, омывающие печень, а ЖК из подкожной жировой ткани – в сосуды, питающие мышцы и другие ткани.

Большую роль в метаболизме жиров и углеводов играет абдоминальная жировая ткань. Она имеет несколько анатомически четко выраженных депо: подкожную жировую клетчатку, разделенную на внешнюю и внутреннюю области, и интраабдоминальную жировую ткань, которая подразделяется на интраперитонеальную и ретроперитонеальную. Величина пула свободных ЖК возрастает при увеличении массы абдоминального жира. Повышение удельного веса висцеральной жировой ткани и уровня свободных ЖК в крови является причиной целого комплекса метаболических расстройств, влекущих за собой развитие ряда патологических осложнений 4. Жировая ткань участвует также в регуляции потоков глюкозы. Поглощение глюкозы клетками скелетной мышцы и секреция глюкозы печенью обратно коррелируют с массой подкожного и висцерального жира и с величиной пула свободных ЖК.


Метаболические пути глюкозы, ЖК и холестерина тесно переплетены, поэтому в регуляции их транспорта, потребления, депонирования и синтеза участвуют фактически одни и те же гормоны и факторы. Однако и сами эти соединения являются активными регуляторами экспрессии генов. В настоящее время приходит понимание того, что уровень и состав ЖК крови имеет определяющее значение для роста и развития, для поддержании энергетического гомеостаза, и для процесса старения 3. ЖК, входящие в состав ФЛ, являются компонентами клеточных мембран и участвуют в регуляции активности мембраносвязанных белков и в передаче сигналов внутрь клетки и внутрь клеточного ядра.

В течение всего онтогенеза в теле происходит непрерывное накопление жира, при этом отношение жир/вода неуклонно повышается – жир в организме постепенно «вытесняет» воду. Жир откладывается в организме во все возрастающих количествах, начиная с раннего онтогенеза, что свидетельствует о степени эффективности использования энергии, поступающей в организм – эта энергия расходуется не полностью.

Появление в среднем возрасте таких патологий, как холестерозы, свидетельствует о клиническом проявлении возрастных нарушений энергетического обмена, вызванных постепенным накоплением в организме неиспользованных ЖК. К концу репродуктивного периода размер жирового депо достигает максимальной величины, а затем масса жировой ткани начинает снижаться. После 75 лет этот процесс интенсифицируется. Снижение количества жира в физиологических депо сопровождается его накоплением в нежировых тканях – в костном мозге, тимусе, печени, мышцах и др., происходит жировое перерождение мезенхимальных клеток. Поэтому общий объем жира в организме либо не изменяется, либо даже возрастает. Несмотря на потерю массы жировой ткани в пострепродуктивном возрасте, количество вновь образованных клеток в этой ткани не изменяется. Преадипоциты присутствуют в жировой ткани на протяжении всей жизни человека, т.е. она не утрачивает способности к обновлению клеток и при старении организма. Снижающийся с возрастом размер жирового депо обусловлен не потерей клеток, а уменьшением размера адипоцита и снижением его способности аккумулировать ТГ.

Недостаточная дифференциация преадипоцитов является частью механизма адаптации, препятствующему дальнейшей аккумуляции ТГ в адипоцитах. Механизм адаптации включает развитие резистентности к инсулину в жировой ткани. Резистентность к инсулину способствует «сбросу» излишнего жира. В нормальных условиях сброс лишних ТГ приводит к восстановлению функции IR. Иначе обстоит дело при старении: чувствительность IR не восстанавливается и потеря веса жировой ткани идет неуклонно. ЖК, высвобождающиеся из жировой ткани, начинают накапливаться в мезенхимальных клетках 2. Увеличение накопления ТГ в нежировых тканях способствует повышению в этих клетках активности факторов транскрипции, определяющих фенотип адипоцита. Возрастная дисдифференциация мезенхимальных клеток способствует превращению их в адипоцитоподобные клетки. Но при этом специфическая функция клеток сохраняется.

В стареющем организме складывается ситуация, характерная для переизбытка энергетического субстрата. Неизбежный избыток энергии, образующийся вследствие ее недорасходования, первоначально накапливается в виде насыщенных ЖК в естественных «жидких» кристаллах - в липидном бислое плазматических клеток. Изменяется такое свойство плазматической мембраны, как вязкость, которое в большой степени зависит от содержания


холестерина: холестерин который делает липидный бислой более плотным. Холестерин проявляет высокое сродство к насыщенным ЖК, поэтому увеличение их доли в мембранных липидах способствует насыщению мембраны холестерином.

Резистентность к лептину означает, что клетка перестает отвечать на стимуляцию внешними факторами, она теряет чувствительность к внешним раздражителям, т.е. нарушается трансмембранная передача сигналов. Мезенхимальные клетки не имеют системы мобилизации жира в ответ на стимуляцию гормонами, не могут они и вывести жировые скопления в экстрацеллюлярное пространство. Чтобы как-то избавиться от лишнего груза, клетка активизирует систему внемитохондриального окисления ЖК. Но этот нефизиологический путь утилизации избыточного субстрата ведет к накоплению окисленных полупродуктов и детергентов. Над нежировыми клетками нависает угроза липотоксичности. Накопление в нежировых тканях продуктов окисления липидов (ПОЛ) послужило основанием для создания свободнорадикальной теории старения. На самом деле ПОЛ являются неизбежным следствием накопления ТГ в нежировых тканях.

Таким образом, та часть поступающей в организм энергии, которая не утилизируется при пролиферации клеток (рост и развитие), при выполнении физических нагрузок, при реализации репродуктивного потенциала, расходуется на синтез эндогенных ЖК, которые в нежировых тканях образуют скопления неметаболизируемого жира, т.е. на синтез элементов липидных кристаллов.
ЛИТЕРАТУРА

  1. Браун Г., Уолкен Дж. Жидкие кристаллы и биологические структур. М.:Мир. 1982. С.1998.

  2. Kirkland J.L., T. Tchkonia, T. Pirtskhalava, J. Han, I. Karagiannides. Adipogenesis and aging: does aging make fat go MAD? //Exp.Geront. 2002. V.37. P.757-767.

  3. Lewis G.F., G. Steiner. Hypertriglyceridemia and its metabolic consequences as a risk factor for atherosclerotic cardiovascular disease in non-insulin-dependent diabetes mellitus //Diadetes Metab.Rev. 1996. V.12. P. 37-56.

  4. Lewis G.F., A. Carpentier, K. Adeli, A. Giacca. Disorded fat storage and mobilization in the pathogenesis of insulin resistance and type 2 diabetes //Endocrine Rev. 2002. V.23. P.201-229.



^ ИДЕИ Э. С. БАУЭРА И ПРОБЛЕМЫ ГЕРОНТОЛОГИИ

Б. Г. Режабек
1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   ...   17

хорошо
  1
Ваша оценка:

Похожие:

Доклады моип. Секция Геронтологии. Сборник статей iconВ. Е. Чернилевский Доклады моип №41. Секция геронтологии. М., 2008. С. 82-95

Доклады моип. Секция Геронтологии. Сборник статей iconСекция предклинических дисциплин №1 Устные доклады

Доклады моип. Секция Геронтологии. Сборник статей iconСборник статей Выпуск 6 Таганрог

Доклады моип. Секция Геронтологии. Сборник статей iconСборник статей по применению аппарата полимаг-01

Доклады моип. Секция Геронтологии. Сборник статей iconСборник статей и тезисов 5-6 июня 2007 г. Ярославль

Доклады моип. Секция Геронтологии. Сборник статей iconСборник статей в помощь практическому врачу под общей редакцией Ж. А. Арзыкулова г. Алматы, 2003

Доклады моип. Секция Геронтологии. Сборник статей iconСборник статей по применению аппарата полимаг-01 Роль импульсного магнитного поля в комплексном лечении

Доклады моип. Секция Геронтологии. Сборник статей iconАнализ лирического стихотворения : сборник статей / под ред. Г. Г. Глинина. В. А. Емельянова. – Астрахань

Доклады моип. Секция Геронтологии. Сборник статей iconНаучная программа конференции: Устные доклады Стендовые доклады

Доклады моип. Секция Геронтологии. Сборник статей iconСборник статей по применению аппарата полимаг-01 «Утверждаю»
Кузнецов В. Ф. 2000, что является серьезной медико-социальной проблемой. В нозологическом аспекте,...
Разместите кнопку на своём сайте:
Медицина


База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2019
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
Документы