Метаболизм жирных кислот
-
Метаболизм жирных кислот
- Жирные кислоты метаболизируются для получения энергии и служат строительными блоками для других соединений.
- При катаболизме жирные кислоты окисляются до CO2 и воды, образуя АТФ.
- При анаболизме жирные кислоты используются для синтеза триглицеридов, фосфолипидов, гормонов и кетоновых тел.
-
Катаболизм жирных кислот
- Жирные кислоты хранятся в виде триглицеридов в жировой ткани.
- Липолиз высвобождает жирные кислоты в кровь, которые транспортируются к клеткам.
- В клетках жирные кислоты преобразуются в ацил-КоА, который затем окисляется в митохондриях.
- Бета-окисление расщепляет жирные кислоты на ацетил-КоА, который вступает в цикл лимонной кислоты.
-
Анаболизм жирных кислот
- Неповрежденные жирные кислоты используются для синтеза триглицеридов, фосфолипидов и гормонов.
- Фосфолипиды образуют мембраны клеток и органелл.
- Жирные кислоты модифицируются для образования вторичных посредников и местных гормонов.
-
Жирные кислоты как источник энергии
- Жирные кислоты содержат больше энергии на единицу массы, чем углеводы.
- Животные, впадающие в спячку, используют жировые запасы для получения энергии.
- Человеческий организм накапливает больше жира, чем гликогена.
-
Синтез углеводов из глицерина и жирных кислот
- Жирные кислоты расщепляются до ацетил-КоА в митохондриях.
- Ацетил-КоА не может быть преобразован в пируват и используется в цикле лимонной кислоты.
-
Цикл лимонной кислоты и его реакции
- Цикл лимонной кислоты окисляет ацетил-КоА и регенерирует оксалоацетат.
- Реакции декарбоксилирования происходят до образования малата.
- Ацетил-КоА может превращаться в ацетоацетат, ацетон, изопропанол, гидроксиацетон и другие соединения.
-
Превращение ацетона в глюкозу
- Ацетон может превращаться в глюкозу через различные пути.
- До 11% глюкозы может быть получено из ацетона при голодании.
-
Глицерин и его метаболизм
- Глицерин, выделяющийся при липолизе, усваивается печенью.
- Глицерол-3-фосфат окисляется до дигидроксиацетонфосфата и глицеральдегид-3-фосфата.
- Три атома углерода глицерина могут быть окислены или преобразованы в глюкозу.
-
Функции и применение жирных кислот
- Жирные кислоты являются частью фосфолипидов и участвуют в передаче сигналов.
- Простагландины синтезируются из арахидоновой кислоты и обладают гормоноподобными эффектами.
- Простациклины и тромбоксаны регулируют сосудистый тонус и агрегацию тромбоцитов.
-
Пищевые источники и переваривание жирных кислот
- Жирные кислоты поступают с пищей в виде триглицеридов.
- Триглицериды расщепляются на моно- и диглицериды и свободные жирные кислоты.
- Хиломикроны циркулируют в крови, расщепляясь на жирные кислоты и глицерин.
- Жирные кислоты поглощаются адипоцитами и хранятся в жировой ткани.
-
Транспорт и хранение жирных кислот
- Печень превращает глюкозу в жирные кислоты, которые упаковываются в ЛПОНП.
- ЛПОНП обрабатываются аналогично хиломикронам, но остаток превращается в ЛПНП.
- Жировая ткань и молочные железы также поглощают глюкозу и накапливают триглицериды.
-
Роль жирных кислот в организме
- Жирные кислоты необходимы для производства и поддержания мембран клеток.
- Неизвестно, полностью ли клетки зависят от свободных жирных кислот или способны синтезировать их из глюкозы.
-
Синтез жирных кислот
- Клетки центральной нервной системы могут вырабатывать жирные кислоты, но не могут получать незаменимые жирные кислоты.
- Синтез жирных кислот происходит с помощью синтазы жирных кислот II (FASII) у прокариот и синтазы жирных кислот I (FASI) у животных.
- FASII и FASI различаются по эффективности и способности образовывать жирные кислоты «средней цепи».
-
Удлинение жирных кислот
- Удлинение жирных кислот происходит в эндоплазматическом ретикулуме.
- Процесс удлинения включает четыре последовательные стадии, выполняемые отдельными белками.
-
Роль NADPH и NADH
- NADPH расходуется в биосинтетических реакциях, а NADH образуется в реакциях, дающих энергию.
- NADPH необходим для синтеза холестерина и образуется в процессе гликолиза.
-
Превращение углеводов в жирные кислоты
- У человека жирные кислоты образуются из углеводов в печени, жировой ткани и молочных железах.
- Пируват превращается в ацетил-КоА в митохондриях, который затем транспортируется в цитозоль.
- Цитозольный ацетил-КоА карбоксилируется в малонил-КоА, что является первым этапом синтеза жирных кислот.
-
Регуляция синтеза жирных кислот
- Ацетил-КоА-карбоксилаза подвергается фосфорилированию и аллостерической регуляции.
- Пальмитоил-КоА и цитрат регулируют активность фермента.
- Инсулин активирует ацетил-КоА-карбоксилазу, а адреналин и глюкагон ингибируют её.
-
Нарушения обмена жирных кислот
- Нарушения обмена жирных кислот могут быть семейными или приобретенными.
- Семейные нарушения классифицируются как врожденные нарушения липидного обмена.
- Нарушения могут включать дефекты ферментов или транспортных белков.
- Раковые клетки также могут демонстрировать нарушения метаболизма жирных кислот.