Metabolizm tłuszczów

Pod pojęciem metabolizmu lipidów (lub metabolizmu lipidów ) rozumie się rozpad tłuszczów pokarmowych w przewodzie pokarmowym wraz z transportem do komórek ciała, a po drugie, wykorzystanie tłuszczów w metabolizmie komórek ciała. Kiedy stosuje się tłuszcze i ich składniki, główny nacisk kładzie się zwykle na ich rozbicie w celu wytworzenia energii. Ponadto ważna jest również konwersja i gromadzenie składników tłuszczowych w witaminy, elementy budulcowe błon komórkowych, hormony i inne substancje.

Trawienie tłuszczu

W czasie trawienia , tłuszcze (tłuszcze) i tłuszczach substancji (jak lipoids ) emulguje się przez motoryki żołądka i częściowo już podziale (o lipaza żołądkowa ). Trwa to w jelicie, aż w końcu żółć utworzy małe kropelki tłuszczu .

Z pożywieniem spożywamy następujące lipidy:

  • Trójglicerydy (oleje roślinne, tłuszcze zwierzęce itp.)
  • Cholesterol (jaja, mięso itp.)
  • Kwasy tłuszczowe o różnej wielkości (długość łańcucha cząsteczki) i nasyceniu (kwasy tłuszczowe nasycone lub nienasycone).

Aby uzyskać więcej informacji na ten temat, zobacz specjalny artykuł dotyczący trawienia tłuszczu .

transport

Z jednej strony lipidy uwalniane podczas trawienia wchłaniane są bezpośrednio do krwi , z drugiej strony przedostają się do krwi żylnej pośrednio przez przewód piersiowy . Lipidy mogą być następnie transportowane we krwi za pomocą lipoprotein . Łącznie około 80% trójglicerydów trawiennych jest wchłanianych przez mięśnie i tkankę tłuszczową. Odbywa się to poprzez oddzielenie wolnych kwasów tłuszczowych od triglicerydów za pomocą śródbłonkowego enzymu lipazy lipoproteinowej , który jest aktywowany przez pewną apolipoproteinę (ApoCII) .

Szlaki metaboliczne

Punkty wyróżniające

Może służyć jako punkt widzenia do różnicowania procesów metabolicznych lipidów

  • funkcja tłuszczów i tłuszczu lub substancji, zwana dalej lipidów ;
  • kierunek metabolizmu , z rozróżnieniem na procesy budulcowe ( anaboliczne ) i degradacyjne ( kataboliczne ), w których (częściowo) zdegradowane lipidy służą jako prekursory syntezy innych substratów.

Ponieważ jedna z najważniejszych funkcji tłuszczów, jaką jest dostarczanie energii, jest jednocześnie najważniejszym procesem katabolicznym, a struktura błon komórkowych, hormonów itp. jest anaboliczna, podział według aspektów funkcjonalnych jest jak najbardziej odpowiedni.

Funkcje lipidów

Główne funkcje lipidów to

  • Magazynowanie energii organizmu dla większości energochłonnych procesów;
  • Składniki strukturalne: jako dwuwarstwy lipidowe tworzą podstawową strukturę wszystkich błon komórkowych;
  • Prekursor syntezy dużej liczby związków biologicznie czynnych, które służą jako hormony lub substancje o działaniu podobnym do hormonów.

Metabolizm energetyczny

W zakresie zaopatrzenia w energię do pracy fizycznej oraz – w ograniczonym zakresie – do procesów utrzymania struktury, energochłonnych i transportu jonów, triglicerydy mają duże znaczenie. W związku z tą funkcją dostarczania energii mają one pierwszorzędne znaczenie jako masowe urządzenia magazynujące energię. W tym celu inne substraty, zwłaszcza węglowodany , również mogą zostać przetworzone w tłuszcz.

Aby uwolnić energię tkwiącą w triglicerydach, należy je najpierw dalej rozłożyć. Związki estrów tłuszczowych są rozkładane przez lipazy , w przypadku triglicerydów przez triacyloglicerazy trzustkowe . Po ich uaktywnieniu powstaje mieszanina kwasów tłuszczowych, gliceryny i monoacylogliceryny. Dzięki kwasom żółciowym w świetle jelita mogą tworzyć się micele . za. dwunastnicy.

Dopiero po tym wycięciu i przejściu śródbłonka jelitowego trójglicerydy mogą zostać ponownie zsyntetyzowane i „upakowane” w chylomikrony wydzielane do limfy, skąd przedostają się do krwi przez przewód piersiowy .

Ponadto trójglicerydy i cholesterol w wątrobie można również uzyskać m.in. B. glukoza może być syntetyzowana.

Zanim triglicerydy będą mogły uwolnić energię w komórkach, muszą z kolei zostać uwolnione z lipaz

  • z ich „pakietów” transportowych, chylomikrony „uwolniły się”
  • jak również ponowne rozbicie na glicerynę i kwasy tłuszczowe.

Najważniejszą funkcję pełni tutaj lipaza wrażliwa na hormony (HSL), która poprzez hydrolizę stopniowo oddziela kwasy tłuszczowe od glicerolu. W celu dalszego przetwarzania kwasy tłuszczowe muszą zostać przetransportowane do mitochondriów . Mitochondria to elektrownie komórki, ponieważ w nich kwasy tłuszczowe zamieniane są w energię. Podczas metabolizmu energetycznego L-karnityna wiąże długołańcuchowe kwasy tłuszczowe powstające podczas rozpadu tłuszczu i transportuje je do mitochondriów. Wiązanie i rozdzielanie odbywa się za pomocą acylotransferaz karnityny na błonie mitochondrialnej. Właściwy transport błonowy jest obsługiwany przez transporter karnityna-acylokarnityna .

W mitochondrium kwasy tłuszczowe muszą najpierw zostać aktywowane, zanim zostaną ostatecznie rozłożone na acetylo-CoA za pomocą β-oksydacji i wprowadzone do cyklu kwasu cytrynowego . W tym celu, kwasy tłuszczowe o empirycznym wzorze CH 3, - (CH 2 ) n -COOH są estryfikowane w dwóch etapach, w wyniku czego otrzymano tioester CH 3 - (CH 2 ) n -CO-S-CoA.

β-utlenianie

Reakcji przy atomie β-węglowym kwasu tłuszczowego o nazwie β-utleniania , to znaczy o 3 atomem węgla łącznie, jeśli liczyć od strony, w której grupa karboksylową znajduje się (atom węgla grupy karboksylowej nie jest liczone tą metodą liczenia liczone, ponieważ nie jest to stereocentrum).

Rozkład kwasów tłuszczowych następuje stopniowo. Odbywa się to w powtarzającej się sekwencji 4 indywidualnych reakcji.

Reakcje zachodzą w macierzy mitochondrialnej . Długołańcuchowe kwasy tłuszczowe nie mogą samodzielnie dyfundować z cytoplazmy przez błony mitochondrialne i dlatego wiążą się z transportowaną tam karnityną w postaci acylo-karnityny.

Więcej informacji na ten temat można znaleźć w specjalnym artykule β-oksydacja .

W wyniku β-oksydacji cząsteczki acetylo-CoA mogą zostać wprowadzone do cyklu kwasu cytrynowego i poddane tzw. H. Kiedy tlen jest zużywany, cała energia, która może zostać uwolniona, jest przekształcana w ATP lub GTP i dlatego jest dostępna dla organizmu, np. komórki mięśniowej, jako krótkoterminowa energia użyteczna.

Synteza lipidów i lipoprotein

Jeśli cząsteczki acetylo-CoA wytworzone podczas glikolizy nie zostaną w inny sposób spożyte, mogą powstać rezerwy tłuszczu. Można je znaleźć wszędzie w organizmie, jako lipoproteiny we krwi lub jako lipidy w odpowiednich komórkach lub wyspecjalizowanych komórkach tłuszczowych . W przypadku nadmiaru acetylo-CoA i braku pożywienia mogą powstawać również ciała ketonowe , które po fazie przystosowania mogą funkcjonować jako nośniki energii dla mózgu.

Po zgromadzeniu kwasów tłuszczowych (patrz synteza kwasów tłuszczowych ), trzy z nich są łączone w trójglicerydy . Następnie następuje włączenie do lipoprotein (patrz tam).

Struktura błon komórkowych

Zobacz główny artykuł błona komórkowa .

Sterydy i inne hormony

Zobacz główny artykuł na temat hormonów steroidowych .

Choroby metabolizmu tłuszczów

Chorób metabolizmu lipidów, choroba Gauchera , choroba Niemanna-Picka , zespół Taya-Sachsa , żółtak i hipercholesterolemii .

Zobacz też

linki internetowe

Wikibooks: Biochemie_und_Pathobiochemie: Metabolizm lipidów  – materiały do ​​nauki i nauczania

Indywidualne dowody

  1. ↑ Patrz np. Ludwig Weissbecker: Choroby metabolizmu lipidów i tłuszczów (lipoidozy). W: Ludwig Heilmeyer (red.): Podręcznik chorób wewnętrznych. Springer-Verlag, Berlin / Getynga / Heidelberg 1955; Wydanie II, tamże 1961, s. 1119–1121.