Triglyceridy jsou hydrolyzovány ve střevě díky intervenci pankreatické lipázy.
Po hydrolýze na glycerol a volné mastné kyseliny mohou být absorbovány buňkami střevního epitelu, který přeměňuje glycerol a mastné kyseliny na triglyceridy.
Triglyceridy jsou pak uvolňovány do lymfatické cirkulace, spojené s konkrétními lipoproteinovými částicemi zvanými chylomikrony.
Díky katalytické intervenci lipoproteinů lipázy jsou triglyceridy uložené chylomikrony opět hydrolyzovány.
Glycerol a volné mastné kyseliny mohou být použity jako palivo pro výrobu energie, uložené jako lipidové rezervy v tukové tkáni a mohou být použity jako prekurzory pro syntézu fosfolipidů, triacylglycerolů a dalších tříd sloučenin.
Plazmatický albumin, nejhojnější protein v plazmě, je zodpovědný za transport volných mastných kyselin do oběhu.
OXIDACE FATS
Oxidace glycerolu
Jak již bylo řečeno, triglyceridy jsou tvořeny spojením glycerolu se třemi více či méně dlouhými řetězci mastných kyselin.
Glycerol nemá z molekulárního hlediska nic společného s mastnou kyselinou. Odstraňuje se a používá se v glukoneogenezi, což je proces, který vede k tvorbě glukózy z nekarbohydrátových sloučenin (laktát, aminokyseliny a skutečně glycerol).
Glycerol se nemůže hromadit a v cytosolu se transformuje na fosfát L-glycerolu 3 na úkor ATP molekuly, po které se glycerol 3-fosfát přemění na dihydroxyaceton fosfát, který vstoupí do glykolýzy, kde se přemění na pyruvát a případně oxiduje. v Krebsově cyklu.
Aktivace mastných kyselin
P-oxidace začíná v cytoplazmě aktivací mastné kyseliny thioesterovou vazbou s CoA tvořícím acyl-SCoA a spotřebující 2 molekuly ATP. Vzniklý acyl-SCoA se transportuje uvnitř mitochondrií karnitin acyltransferázou.
Transport mastných kyselin v mitochondriích
Ačkoli některé malé molekuly Acyl-SCoA jsou schopny spontánně procházet vnitřní membránou mitochondrií, většina produkovaných acyl-SCoA není schopna tuto membránu projít. V těchto případech je acylová skupina přenesena na karnitin díky katalytické intervenci karnitin acyltransferázy I.
Regulace dráhy se provádí hlavně na úrovni tohoto enzymu umístěného na vnější membráně mitochondrií. Je zvláště aktivní při hladovění, když jsou hladiny glukagonu a mastných kyselin v plazmě vysoké.
Acylová vazba + karnitin se nazývá acylkarnitin.
Acyl-karnitin vstupuje do mitochondrií a daruje acylovou skupinu interní CoASH molekule prostřednictvím intervence enzymu karnitin acyltransferázy II. Znovu se vytvoří molekula acyl-SCoA, která vstoupí do procesu zvaného β-oxidace.
Β-oxidace
Β-oxidace spočívá v oddělení dvou atomů uhlíku v mastné kyselině najednou ve formě kyseliny octové, vždy oxidující třetí uhlík (C-3 nebo uhlík p) vycházející z karboxylového konce (tento atom, který byl označen starou nomenklaturou jako uhlík β). Z tohoto důvodu se celý proces nazývá β-oxidace.
Β-oxidace je proces, který probíhá v mitochondriální matrici a je úzce spjat s Krebsovým cyklem (pro další oxidaci acetátu) a na dýchací řetězec (pro reoxidaci koenzymů NAD a FAD).
FÁZY β-oxidace
První p-oxidační reakcí je dehydrogenace mastné kyseliny enzymem acylkoa dehydrogenáza. Tento enzym je závislý enzym FAD.
Tento enzym umožňuje tvorbu dvojné vazby mezi C2 a C3: atomy vodíku ztracené díky dehydrogenáze se váží na FAD, který se stává FADH2.
Druhá reakce spočívá v přidání molekuly vody k dvojné vazbě (hydrataci).
Třetí reakce je další dehydrogenace, která transformuje hydroxylovou skupinu na C3 na karbonylovou skupinu. Akceptorem vodíku tentokrát je NAD.
Čtvrtá reakce zahrnuje štěpení ketokyseliny thiolázou: vzniká acetylCoA a acylCoA s kratším řetězcem (o 2 C méně).
Tato série reakcí se opakuje tolikrát, kolikrát je C řetězce / 2 mínus jedna, protože na dně se tvoří dva acetylCoA. Příklad: palmityl CoA 16: 2-1 = 7 krát.
AcetylCoA vyrobený s β-oxidací může vstoupit do Krebsova cyklu, kde se váže na oxalacetát pro další oxidaci až na oxid uhličitý a vodu. Pro každý acetylCoA oxidovaný v Krebsově cyklu 12 se připraví ATP
Tvorba ketonových těles
Když acetyl CoA převyšuje přijímací kapacitu Krebsova cyklu (nedostatek oxalacetátu), transformuje se na ketonová těla. Konverze na glukózu prostřednictvím glukoneogeneze není možná.
Zejména přebytek acetyl-CoA kondenzuje na dvě molekuly acetyl-CoA tvořící acetoacetyl-CoA.
Vycházeje z acetoacetyl-CoA, enzym produkuje acetoacetát (jeden ze tří ketonových těl), který může být transformován na 3-hydroxybutyrát, nebo dekarboxylací, může být transformován do acetonu (další dvě ketonová těla). Takto vytvořená ketonová tělesa mohou být tělem použita v extrémních podmínkách jako alternativní zdroje energie.
Oxidace mastných kyselin na lichý počet atomů uhlíku
Je-li počet atomů uhlíku mastné kyseliny lichý, na konci se získá molekula Propionyl CoA se 3 atomy uhlíku. Propionyl-CoA v přítomnosti biotinu je karboxylovaný a je transformován do D-methylmalonyl-CoA. Epimerázou bude D methylmalonyl CoA transformován do L methylmalonylového kationu. L methylmalonyl CoA mutasou a v přítomnosti kyanokoballaminu (vitamin B12) bude transformován na sukcinyl-CoA (meziprodukt Krebsova cyklu).
Succinyl-CoA může být použit přímo nebo nepřímo v široké škále metabolických procesů, jako je glukoneogeneze. Z propionylCoA je proto na rozdíl od acetylCoA možné syntetizovat glukózu.
BIOSYNTHESIS MATNÝCH KYSELIN
Biosyntéza mastných kyselin se vyskytuje hlavně v cytoplazmě jaterních buněk (hepatocytů), počínaje acetylovými skupinami (acetyl-CoA) generovanými v játrech. Protože tyto skupiny mohou být odvozeny od glukózy, je možné konvertovat sacharidy na tuky. Není však možné převádět tuky na uhlohydráty, protože lidský organismus nemá takové enzymy, které jsou nezbytné pro přeměnu acetyl-SCoA odvozeného od β-oxidace na prekurzory glukoneogeneze.
Jak jsme uvedli v úvodní části, zatímco β-oxidace probíhá v mitrochondriální matrici, biosyntéza mastných kyselin probíhá v cytosolu. Rovněž jsme uvedli, že k vytvoření mastné kyseliny jsou zapotřebí acetylové skupiny, které jsou produkovány v mitochondriální matrici.
Proto je zapotřebí specifický systém, který může přenášet acetyl CoA z mitochondrií do cytoplazmy. Tento systém, závislý ATP, používá citrát jako acetylový transportér. Citrát po transportu acetylových skupin do cytoplazmy je přenese do CoASH tvořícího acetyl-SCoa.
K nástupu biosyntézy mastných kyselin dochází díky klíčové kondenzační reakci acetyl-SCoA s oxidem uhličitým za vzniku Malonyl-SCoA.
K karboxylaci acetyl-CoA dochází mimořádně důležitým enzymem, acetyl-CoA-karboxylázou. Tento enzym, závislý na ATP, je silně regulován alosterickými aktivátory (inzulín a glukagon).
Syntéza mastných kyselin nepoužívá CoA, ale transportní protein acyklických skupin zvaných ACP, který bude transportovat všechny meziprodukty biosyntézy mastných kyselin.
Existuje multi-enzymový komplex zvaný syntáza mastných kyselin, který prostřednictvím řady reakcí vede k tvorbě mastných kyselin s ne více než 16 atomy uhlíku. Dlouhodobé mastné kyseliny a některé nenasycené mastné kyseliny se syntetizují z palmitátu působením enzymů zvaných elongázy a desaturázy.
NAŘÍZENÍ OXIDACE A BIOSYNTHÉZY MATNÝCH KYSELIN
Nízké hladiny glukózy v krvi stimulují vylučování dvou hormonů, adrenalinu a glukagonu, které podporují oxidaci mastných kyselin.
Inzulín má naopak opačný účinek a svým zásahem stimuluje biosyntézu mastných kyselin. Zvýšení hladiny glukózy v krvi způsobuje zvýšení sekrece inzulínu, který svým působením usnadňuje průchod glukózy do buněk. Přebytek glukózy je přeměněn na glykogen a uložen jako rezerva ve svalech a játrech. Zvýšení jaterní glukózy způsobuje akumulaci malonyl-SCoA, která inhibuje karnitin acyltransferázu zpomalením rychlosti oxidace mastných kyselin
