Тригліцериди гідролізуються в кишечнику завдяки втручанню панкреатичної ліпази.
Після гідролізу до гліцерину і вільних жирних кислот, вони можуть бути поглинені клітинами кишкового епітелію, які перетворюють гліцерин і жирні кислоти в тригліцериди.
Потім тригліцериди вивільняються в лімфатичну циркуляцію, пов'язану з конкретними частинками ліпопротеїнів, які називаються хіломікронами.
Завдяки каталітичному втручанню ліпопротеїдів ліпаза тригліцериди, депоновані хіломікронами, знову гідролізуються.
Гліцерин і вільні жирні кислоти можуть бути використані в якості палива для отримання енергії, депонованої як запаси ліпідів в жировій тканині, і використовуватися в якості попередників для синтезу фосфоліпідів, триацилглицеринов та інших класів сполук.
Плазмовий альбумін, найпоширеніший білок в плазмі, відповідає за транспортування вільних жирних кислот в кровообіг.
Окислювання жирів
Окислення гліцерину
Як ми вже говорили, тригліцериди складаються з об'єднання гліцерину з трьома більш або менш довгими ланцюгами жирних кислот.
Гліцерин не має нічого спільного з жирною кислотою з молекулярної точки зору. Його видаляють і використовують при глюконеогенезе, процесі, що призводить до утворення глюкози з невуглеводних сполук (лактат, амінокислоти і, дійсно, гліцерин).
Гліцерин не може накопичуватися, і в цитозолі він перетворюється на фосфат L-гліцерин 3 за рахунок молекули АТФ, після чого гліцерин - фосфат перетворюється в дигідроксіацетон фосфат, який надходить у гліколіз, де він перетворюється в піруват і, можливо, окислюється. у циклі Кребса.
Активація жирних кислот
Β-окислення починається в цитоплазмі з активацією жирної кислоти тиоэфирной зв'язком з CoA, що утворює ацил-SCoA і споживає 2 молекули АТФ. Утворений ацил-SCoA транспортується всередину мітохондрій карнітином ацилтрансферази.
Транспорт жирних кислот в мітохондріях
Хоча деякі невеликі молекули ацил-SCoA здатні спонтанно перетинати внутрішню мембрану мітохондрій, більшість продукованого ацил-SCoA не здатне перетнути цю мембрану. У цих випадках ацильная група переноситься в карнітин завдяки каталітичному втручанню карнітину ацилтрансферази I.
Регуляція шляху в основному здійснюється на рівні цього ферменту, розташованого на зовнішній мембрані мітохондрій. Він особливо активний під час голодування, коли рівень глюкагону і жирних кислот у плазмі високий.
Ацильная зв'язок + карнітин називається ацил-карнітин.
Ацил-карнітин потрапляє в мітохондрії і дарує ацильную групу внутрішній молекулі CoASH за допомогою втручання ферменту карнітин ацилтрансферази II. Таким чином знову утворюється молекула ацил-SCoA, яка вступає в процес, що називається β-окисленням.
Oxid -окислення
Β-окислення полягає у відокремленні від жирної кислоти двох атомів вуглецю одночасно у вигляді оцтової кислоти, що завжди окислює третій вуглець (С-3 або вуглець β), починаючи з карбоксильного кінця (зазначений атом, який зі старою номенклатурою був вказаний) в якості вуглецю β). З цієї причини весь процес називається β-окисленням.
Oxid-окислення - це процес, що відбувається в мітохондріальній матриці і тісно пов'язаний з циклом Кребса (для подальшого окислення ацетату) і до дихального ланцюга (для реоксидації коферментів NAD і FAD).
ФАЗИ β-окислення
Перша β-окислювальна реакція - це дегідрування жирної кислоти ферментом, який називається ацилом Коа дегідрогенази. Цей фермент є залежним ферментом FAD.
Цей фермент дозволяє утворити подвійний зв'язок між С2 і С3: атоми водню, втрачені завдяки дегідрогеназі, зв'язуються з ФАД, який стає FADH2.
Друга реакція полягає в додаванні молекули води до подвійного зв'язку (гідратації).
Третя реакція - інше дегідрування, яке перетворює гідроксильну групу на С3 в карбонільну групу. Акцептором водню цього разу є NAD.
Четверта реакція передбачає розщеплення кетокислоти тиолазой: утворюється ацетилкоаА і ацилкоА з більш коротким ланцюгом (2 C менше).
Цю серію реакцій повторюють стільки разів, скільки C ланцюга / 2 мінус 1, так як у нижній частині утворюються ацетилСОА. Приклад: пальмитил CoA 16: 2-1 = 7 разів.
Ацетилкоа, отриманий з β-окисленням, може потрапити в цикл Кребса, де він зв'язується з оксалацетатом для подальшого окислення до діоксиду вуглецю та води. Для кожного ацетилкоа, окисленого в циклі Кребса, виробляють 12 АТФ
Утворення кетонових тіл
Коли ацетил СоА перевищує пропускну здатність циклу Кребса (дефіцит оксалацетату), він трансформується в кетонові тіла. Перетворення глюкози через глюконеогенез неможливо.
Зокрема, надлишок ацетилу СоА конденсується в дві молекули ацетил СоА, що утворюють ацетоацетил-КоА.
Починаючи з ацетоацетил-СоА, фермент виробляє ацетоацетат (один з трьох кетонових тіл), який може бути трансформований в 3-гідроксибутират або шляхом декарбоксилювання, може бути перетворений в ацетон (два інших кетонових тіла). Сформовані таким чином кетонові тіла можуть бути використані організмом в екстремальних умовах як альтернативні джерела енергії.
Окислення жирних кислот з непарним числом атомів вуглецю
Якщо число атомів вуглецю жирної кислоти непарне, то в кінці отримують молекулу пропіоніл СоА з 3 атомами вуглецю. Пропіоніл-КоА в присутності біотину карбоксилирован і перетворюється в D-метилмалонил-СоА. За допомогою епімерази D-метилмалоніл CoA трансформується в L-метилмалоніл-коа. L-метилмалоніл CoA за допомогою мутази і в присутності цианокобалламина (вітаміну B 12) буде трансформований у сукциніл CoA (проміжний з циклу Кребса).
Сукцинил-КоА можна використовувати безпосередньо або опосередковано в широкому діапазоні метаболічних процесів, таких як глюконеогенез. Отже, на відміну від ацетилкоа можна провести синтез глюкози.
БІОСИНТЕЗ МАСТОВИХ КИСЛОТ
Біосинтез жирних кислот відбувається переважно в цитоплазмі клітин печінки (гепатоцитів), починаючи з ацетильних груп (ацетил СоА), що утворюються всередині печінки. Оскільки ці групи можуть бути отримані з глюкози, можна перетворити вуглеводи в жири. Однак неможливо перетворити жири на вуглеводи, оскільки організм людини не володіє цими ферментами, необхідними для перетворення ацетил-SCoA, отриманого з β-окислення, у попередники глюконеогенезу.
Як ми вже говорили у вступній частині, в той час як β-окислення відбувається всередині мітрохондріальної матриці, біосинтез жирних кислот відбувається в цитозолі. Ми також констатували, що для утворення жирної кислоти потрібні ацетильні групи, які утворюються в межах мітохондріальної матриці.
Тому необхідна специфічна система, яка може переносити ацетил СоА з мітохондрій в цитоплазму. Ця система, що залежить від АТФ, використовує цитрат як ацетильний транспортер. Цитрат після транспортування ацетильних груп в цитоплазму переносить їх в CoASH, утворюючи ацетил-SCoa.
Початок біосинтезу жирних кислот відбувається завдяки ключовій реакції конденсації ацетил-SCoA з діоксидом вуглецю з утворенням Malonyl-SCoA.
Карбоксилювання ацетил СоА відбувається надзвичайно важливим ферментом, ацетил СоА карбоксилаза. Цей фермент, залежний від АТФ, сильно регулюється аллостерическими активаторами (інсулін і глюкагон).
Синтез жирних кислот не використовує CoA, але транспортерний білок ациклічних груп, що називається АСР, який транспортує всі проміжні продукти біосинтезу жирних кислот.
Існує мультиферментний комплекс, званий синтазою жирних кислот, який через ряд реакцій призводить до утворення жирних кислот з не більше 16 атомами вуглецю. Більш довгі ланцюги жирних кислот і деякі ненасичені жирні кислоти синтезуються починаючи з пальмітату дією ферментів, званих елонгазами і десатуразами.
РЕГУЛЮВАННЯ ОКСИДАЦІЇ ТА БІОСИНТЕЗУ ЖИРНИХ КИСЛОТ
Низький рівень глюкози в крові стимулює виділення двох гормонів, адреналіну і глюкагону, які сприяють окисненню жирних кислот.
Інсулін, з іншого боку, має протилежну дію і з його втручанням стимулює біосинтез жирних кислот. Збільшення рівня глюкози в крові призводить до збільшення секреції інсуліну, що, своєю дією, полегшує проходження глюкози в клітини. Надлишок глюкози перетворюється в глікоген і депонується як резерв у м'язах і печінці. Збільшення глюкози в печінці викликає накопичення малонілу-SCoA, що пригнічує карнитин-ацилтрансферазу, уповільнюючи швидкість окислення жирних кислот.
