الكيمياء الحيوية للأحماض الدهنية

يتم تحلل الشحوم الثلاثية في الأمعاء بفضل تدخل الليباز البنكرياس.

مرة واحدة تحلل إلى الجلسرين والأحماض الدهنية الحرة ، يمكن استيعابها من قبل الخلايا الظهارية الأمعاء ، والتي تحول الجلسرين والأحماض الدهنية إلى الدهون الثلاثية.

ثم يتم إطلاق الدهون الثلاثية في الدورة اللمفاوية ، المرتبطة بجسيمات البروتين الدهني خاصة تسمى chylomicrons.

بفضل العمل التحفيزي لليباز البروتين الشحمي ، يتم تحلل الدهون الثلاثية التي يتم ترسيتها بواسطة chylomicrons مرة أخرى.

يمكن استخدام الجلسرين والأحماض الدهنية الحرة كوقود لإنتاج الطاقة ، يتم ترسيبها كمخازن للدهون في الأنسجة الدهنية واستخدامها كسلائف لتخليق الدهون الفوسفورية ، triacylglycerols والفئات الأخرى من المركبات.

ألبومين البلازما ، وهو البروتين الأكثر وفرة في البلازما ، مكرس لنقل الأحماض الدهنية الحرة إلى مجرى الدم.

أكسدة الدهون

أكسدة الجلسرين

كما قلنا تتكون triglycerides من اتحاد الجلسرين مع ثلاثة أو أكثر من سلاسل طويلة من الأحماض الدهنية.

الجلسرين لا علاقة له مع الأحماض الدهنية من وجهة النظر الجزيئية. يتم إزالته واستخدامه في عملية إنتاج الجلوكوز ، وهي عملية تؤدي إلى تكوين الجلوكوز من مركبات غير كربوهيدراتية (لاكتات ، أحماض أمينية ، وغليسيرول بدقة).

لا يمكن أن يتراكم الجلسرين ويتحول في العصارة الخلوية إلى فوسفات L-glycerol 3 على حساب جزيء ATP ، وبعد ذلك يتم تحويل الجلسرين -3 الفوسفات إلى فوسفات ثنائي هيدروكسي أسيتون الذي يدخل في تحلل السكر ، حيث يتم تحويله إلى البيروفات وفي النهاية يؤكسد في دورة كريبس.

تفعيل الأحماض الدهنية

تبدأ الأكسدة in في السيتوبلازم بتفعيل الحامض الدهني بواسطة رابطة tioester مع CoA لتشكيل acyl-SCoA وتستهلك جزيئين من ATP. يتم نقل أسيل- SCoA الذي تم تكوينه إلى الميتوكوندريا بواسطة ناقل أسطواني carnitine.

نقل الأحماض الدهنية في الميتوكوندريا

على الرغم من أن بعض الجزيئات الصغيرة من Acyl-SCoA قادرة على عبور الغشاء الداخلي للميتوكوندريا بشكل تلقائي ، إلا أن معظم منتجات Acyl-SCoA غير قادرة على عبور هذا الغشاء. في هذه الحالات ، يتم نقل مجموعة الأسيل إلى الكارنيتين بفضل التدخل التحفيزي لسيولر ترانسفيراز كارنيتيني.

يتم تنفيذ تنظيم المسار فوق كل هذا على مستوى هذا الإنزيم الموجود على الغشاء الخارجي للميتوكوندريا. وهو نشط بشكل خاص أثناء الصيام عندما تكون مستويات البلازما من الجلوكاجون والأحماض الدهنية عالية.

يطلق على رابطة acyl + carnitine اسم Acyl-carnitine.

يدخل Acyl-carnitine إلى الميتوكوندريا ويتبرع بمجموعة الأسيل إلى جزيئة CoASH داخلية ، من خلال تدخل إنزيم carnitine acyltransferase II. وبهذه الطريقة ، يتم تكوين جزيء Acyl-SCoA مرة أخرى ، والذي سيدخل العملية المسماة β-oxidation.

وβ للأكسدة

تتكون الأكسدة in في الفصل من ذرتي الكربون الأحماض الدهنية في شكل acetoCoA دائمًا أكسدة الكربون الثالث (C-3 أو carbon β) بدءًا من النهاية الكربوكسيلية (ذرة ذاك التي يشار إليها مع التسمية القديمة مثل الكربون β). لهذا السبب ، تُسمى العملية بأكملها β-oxidation.

Β- الأكسدة هي عملية تحدث في مصفوفة الميتوكوندريا وترتبط ارتباطًا وثيقًا بدورة كريبس (لمزيد من الأكسدة للأسيتات) وسلسلة الجهاز التنفسي (لإعادة تأكسد إنزيم NAD و FAD coenzymes).

ماهية أكسدة β

تفاعل الأكسدة الأول هو إزالة الهدرجة من الأحماض الدهنية بواسطة إنزيم يدعى نازعة الهيدروجين acylCoa. هذا الإنزيم هو إنزيم معتمد على FAD.

يسمح هذا الإنزيم بتكوين رابطة مزدوجة بين C2 و C3: فقد ذرات الهيدروجين بفضل ربط dehydrogenase بـ FAD الذي يصبح FADH2.

يتكون التفاعل الثاني من إضافة جزيء ماء إلى الرابطة المزدوجة (الترطيب).

التفاعل الثالث هو إزالة هدروجين آخر يحول مجموعة الهيدروكسيل على C3 إلى مجموعة carbonyl. متقبل الهيدروجين هذه المرة هو NAD.

يتضمن التفاعل الرابع تقسيم الكيتوزيد بواسطة ثيولاز: يتم تشكيل acetylCoA و acylCoA مع سلسلة أقصر (أقل من 2 درجة مئوية).

تتكرر هذه السلسلة من التفاعلات عدة مرات كما يوجد C من السلسلة / 2 ناقص واحد ، حيث يتم تكوين acetylCoA في الأسفل. مثال: palmitilCoA 16: 2-1 = 7 مرات.

يمكن لـ acetylCoA الذي ينتج بـ β-oxidation أن يدخل دورة كريبس حيث يترابط مع oxaloacetate لمزيد من الأكسدة لثاني أكسيد الكربون والماء. لكل AcetylCoA المؤكسد في دورة كريبس ، يتم إنتاج 12 ATP

تشكيل هيئات الكيتون

عندما يكون الأسيتيل COA يفوق قدرة الاستقبال في دورة كريبس (نقص الأوكسالايتات) فإنه يتحول إلى أجسام كيتون. لا يمكن التحويل إلى الجلوكوز عن طريق الجلوكوز.

على وجه الخصوص ، يتكثف فائض الأسيتيل COA في جزيئين من الأسيتيل CoA يشكلان acetoacetyl-CoA.

بدءًا من acetoacetyl-CoA ، ينتج إنزيم acetoacetate (أحد أجسام الكيتون الثلاثة) التي يمكن تحويلها إلى 3 hydroxybutyrate ، أو عن طريق decarboxylation ، يمكن تحويلها إلى acetone (جثتان كيتون الأخرى). يمكن استخدام الأجسام الكيتونية المتكونة من قبل الكائن الحي في الظروف القاسية كمصادر طاقة بديلة.

أكسدة الأحماض الدهنية مع عدد فردي من ذرات الكربون

إذا كان عدد ذرات الكربون الأحماض الدهنية غريباً في النهاية ، يتم الحصول على جزيء 3 كربون من بروبيونيل CoA. البروبيونيل - CoA في وجود البيوتين هو carboxylate ويتحول إلى D-methylmalonyl-CoA. سيتم تحويل D-methylmalonyl CoA إلى L methylmalonyl coa بواسطة epimerase. سيتم تحويل LA methylmalonyl CoA بواسطة موتاى وفي وجود سيانوكوبالامين (فيتامين ب 12) إلى سوسينيل COA (وسيطة من دورة كريبس).

يمكن استخدام Succinyl-CoA بشكل مباشر أو غير مباشر في مجموعة واسعة من العمليات الأيضية مثل الجلوكوجين. من propionylCoA ، لذلك ، على عكس acetylcoA من الممكن تجميع الجلوكوز.

BIOSYSTHESES من الأحماض الدهنية

يحدث التخليق الحيوي للأحماض الدهنية بشكل رئيسي في سيتوبلازم خلايا الكبد (خلايا الكبد) بدءا من مجموعات الأسيتيل (الأسيتيل COA) المتولدة داخل الكبد. بما أن هذه المجموعات يمكن أن تشتق من الجلوكوز ، فمن الممكن تحويل الكربوهيدرات إلى دهون. ومع ذلك ، فإنه من غير الممكن تحويل الدهون إلى كربوهيدرات لأن الكائن البشري لا يمتلك تلك الإنزيمات الضرورية لتحويل الأسيتيل - SCoA المشتق من أكسدة into إلى سلائف من التكون الجلوكوزي.

كما قلنا في الجزء التمهيدي ، في حين تحدث الأكسدة within داخل المصفوفة mitrochondrial ، يحدث تخليق الأحماض الدهنية في العصارة الخلوية. لقد ذكرنا أيضًا أنه لتكوين حمض دهني نحتاج إلى مجموعات الأسيتيل التي يتم إنتاجها داخل مصفوفة الميتوكوندريا.

ولذلك هناك حاجة إلى نظام معين ينقل أسيتيل التميم من الميتوكوندريا إلى السيتوبلازم. يستخدم هذا النظام ، الذي يعتمد على ATP ، سيترات كجهاز نقل الأسيتيل. يقوم السيترات بعد نقل مجموعات الأسيتيل إلى السيتوبلازم بنقلها إلى كوش لتشكيل الأسيتيل-سكوا.

تحدث بداية التخليق الحيوي للأحماض الدهنية بفضل تفاعل تكثيف رئيسي من الأسيتيل-SCoA مع ثاني أكسيد الكربون لتشكيل Malonyl-SCoA.

يحدث الكربوكسيل من الأسيتيل COA من قبل acetye الأسيتيل COA carboxylase مهم جدا. ينظم هذا الإنزيم ، ATP المعتمد ، بشكل كبير من خلال المنشطات اللولبية (الأنسولين والجلوكاجون).

إن تخليق الأحماض الدهنية لا يستفيد من الـ CoA ولكن من بروتين نقل مجموعات لا حصرية تسمى ACP والتي سوف تنقل ، في الواقع ، جميع المركبات الوسيطة في التخليق الحيوي للأحماض الدهنية.

هناك مجمع متعدد الأنزيمات يسمى "سينسيزاس الأحماض الدهنية" ، والذي يؤدي ، من خلال سلسلة من التفاعلات ، إلى تكوين الأحماض الدهنية إلى ما لا يزيد عن 16 ذرة كربون. يتم تصنيع الأحماض الدهنية طويلة السلسلة وبعض الأحماض الدهنية غير المشبعة بدءا من بالميتات بواسطة إنزيمات تسمى elongases و desaturases.

تعديل أكسدة وسمية الأحماض الدهنية

مستويات منخفضة من الجلوكوز في الدم تحفز إفراز هرمونين ، الأدرينالين والجلوكاجون ، والتي تعمل مع تعزيز أكسدة الأحماض الدهنية.

الأنسولين ، على العكس من ذلك ، لديه عمل معاكس ويحفز تدخله الحيوي من الأحماض الدهنية. تؤدي زيادة نسبة الجلوكوز في الدم إلى زيادة إفراز الأنسولين ، وهو ما يسهّل ، من خلال عمله ، مرور الجلوكوز إلى الخلايا. يتم تحويل الجلوكوز الزائد إلى الجليكوجين وترسب كاحتياطي في العضلات والكبد. تؤدي زيادة نسبة الجلوكوز في الكبد إلى تراكم مادة malonyl-SCoA التي تمنع انتقال أسيتيل الكارنيتين عن طريق إبطاء معدل الأكسدة للأحماض الدهنية.