Den lipogenes är den huvudsakliga metaboliska väg genom vilken fettsyror är långkedjiga syntetiseras från kolhydrater konsumeras i överskott i kosten. Dessa fettsyror kan införlivas i triglycerider genom deras förestring till glycerolmolekyler.
Under normala förhållanden förekommer lipogenes i levern och fettvävnaden och anses vara en av de viktigaste bidragsgivarna till upprätthållandet av triglyceridhomeostas i blodserum.
Struktur för mänsklig fettsyrasyntas (FASN) (Källa: Emw
via
Wikimedia Commons)
Triglycerider är kroppens huvudsakliga energireservoar och energin i dem extraheras tack vare en process som kallas lipolys, som, till skillnad från lipogenes, består av separering och frisättning av glycerol och fettsyramolekyler i blodomloppet.
Den frisatta glycerolen tjänar som ett substrat för den glukoneogena vägen och fettsyror kan transporteras till andra fack komplex med serumalbumin.
Dessa fettsyror tas upp av nästan alla vävnader utom hjärnan och erytrocyterna, sedan förestras de till triacylglyceroler igen för att oxideras som bränslen eller lagras som en energireserv.
Diät med hög fetthalt är den främsta orsaken till fetma, eftersom överskott av kalorier måste lagras och fettvävnad måste expanderas för att rymma både överskott av intagna lipider och de som är endogent syntetiserade.
Funktioner och funktioner
I människokroppen uppstår till exempel fettsyror antingen från biosyntetiska processer från acetyl-CoA eller som en produkt från den hydrolytiska bearbetningen av fetter och membranfosfolipider.
Många däggdjur kan inte syntetisera vissa fettsyror, vilket gör dessa viktiga komponenter i sin kost.
Lipogenes huvudfunktion har att göra med lagring av energi i form av fetter (lipider) som uppstår när man konsumerar en större mängd kolhydrater än kroppen behöver, till och med överskrider glykogens leverförmåga.
Lipiderna syntetiserade på denna väg lagras i vit fettvävnad, det huvudsakliga lipidlagringsstället i kroppen.
Lipogenes förekommer i alla kroppens celler, men fettvävnader och levern är de viktigaste platserna för syntesen. Denna väg uppträder i cellcytoplasma, medan fettsyraoxidation sker i mitokondriella fack.
Lipogenes och den efterföljande syntesen av triglycerider följs av syntesen och utsöndringen av lipoproteinpartiklar med mycket låg densitet, kända som VLDL (mycket låg densitet Lipoprotein) -partiklar, som kan komma in i blodomloppet.
Både VLDL-partiklar och triglycerider kan hydrolyseras i kapillärerna i extra-levervävnader, främst i muskel- och fettvävnader för frisättning eller lagring av energi.
reaktioner
Flödet av kolatomer från glukos närvarande i kolhydrater till fettsyror moduleras genom lipogenes och inkluderar en serie perfekt koordinerade enzymatiska reaktioner.
1-Den glykolytiska vägen i cytosolen i celler är ansvarig för att bearbeta glukosen som kommer in från blodomloppet för att producera pyruvat, som omvandlas till acetyl-CoA, som kan komma in i Krebs-cykeln i mitokondrierna, där citrat produceras .
2-Det första steget i den lipogena vägen består av omvandlingen av citratet som lämnar mitokondrierna till acetyl-CoA genom verkan av ett enzym känt som ATP-citratlyas (ACLY).
3-Den erhållna acetyl-CoA karboxyleras för bildning av malonyl-CoA, en reaktion katalyserad av ett acetyl-CoA-karboxylas (ACACA).
4-Den tredje reaktionen är reaktionen som ålägger det begränsande steget för hela vägen, det vill säga den långsammaste reaktionen, och består av omvandlingen av malonyl-CoA till palmitering med ett fettsyrasyntas-enzym.
5-Andra nedströmsreaktioner hjälper till att omvandla palmitat till andra mer komplexa fettsyror, men palmitat är dock huvudprodukten för de novo lipogenesis.
Fettsyrasyntes
Syntesen av fettsyror hos däggdjur börjar med fettsyrasyntaskomplexet (FAS), ett multifunktionellt och multimert komplex i cytosolen som syntetiserar palmitat (en mättad 16-kol fettsyra). För denna reaktion använder den, som redan nämnts, malonyl-CoA som koldonator och NADPH som kofaktor.
FAS-homodimer-subenheterna katalyserar syntesen och förlängningen av fettsyror två kolatomer åt gången. Dessa underenheter har sex olika enzymatiska aktiviteter: acetyltransferas, B-ketoacylsyntas, malonyltransferas, B-ketoacylreduktas, B-hydroxyacyldehydratas och enoylreduktas.
Olika medlemmar i en familj med mycket långkedjiga fettsyraförlängningsproteiner (Elovl) är ansvariga för förlängningen av fettsyror som produceras av FAS. Nedströms är andra enzymer ansvariga för införandet av dubbelbindningar (desaturation) i kedjorna av fettsyror.
förordning
Många patofysiologiska tillstånd har att göra med felaktig reglering av den lipogena vägen, eftersom oegentligheter i den avbryter kroppslipidhomeostas.
En diet rik på kolhydrater aktiverar leverlipogenes, men det har visat sig att det inte bara är mängden kolhydrater som intas, utan också typen av kolhydrater.
Experimentella data visar till exempel att enkla sockerarter som fruktos har mycket kraftigare effekter för att aktivera leverlipogenes än andra mer komplexa kolhydrater.
Glukolytisk metabolism av glukos utgör en stor källa för kol för syntesen av fettsyror.
Glukos inducerar också uttryck av enzymer som är involverade i den lipogena vägen med hjälp av proteiner som binder kolhydratresponselement.
Glukosnivåer i blodet stimulerar också uttrycket av dessa enzymer genom att stimulera frisättning av insulin och hämma frisättning av glukagon i bukspottkörteln. Denna effekt styrs via det sterolreglerande elementbindande protein 1 (SREBP-1) i leverceller och adipocyter.
Andra regleringsvägar har mycket att göra med det endokrina systemet och olika hormoner indirekt relaterade till uttrycket av många av de lipogena enzymerna.
referenser
- Ameer, F., Scandiuzzi, L., Hasnain, S., Kalbacher, H., & Zaidi, N. (2014). De novo lipogenesis i hälsa och sjukdom. Metabolism, 0–7.
- Lodhi, IJ, Wei, X., & Semenkovich, CF (2011). Lipoexpediency: de novo lipogenesis som en metabolisk signalöverförare. Trends in Endocrinology & Metabolism, 22 (1), 1–8.
- Mathews, C., van Holde, K., & Ahern, K. (2000). Biokemi (3: e upplagan). San Francisco, Kalifornien: Pearson.
- Nelson, DL, & Cox, MM (2009). Lehninger principer för biokemi. Omega Editions (5: e upplagan).
- Samuel, VT (2011). Fruktosinducerad lipogenes: från socker till fett till insulinresistens. Trends in Endocrinology & Metabolism, 22 (2), 60–65.
- Scherer, T., Hare, JO, Diggs-andrews, K., Schweiger, M., Cheng, B., Lindtner, C., … Buettner, C. (2011). Kontroll av hjärninsulin Adiposvävnad Lipolys och Lipogenesis. Cell Metabolism, 13 (2), 183–194.
- Schutz, Y. (2004). Kostfett, lipogenes och energibalans. Fysiologi och beteende, 83, 557–564.
- Strable, MS, & Ntambi, JM (2010). Genetisk kontroll av de novo lipogenesis: roll i dietinducerad fetma. Kritiska recensioner i biokemi och molekylärbiologi, 45 (3), 199–214.
- Zaidi, N., Lupien, L., Kuemmerle, NB, Kinlaw, WB, Swinnen, J. V, & Smans, K. (2013). Lipogenes och lipolys: de vägar som utnyttjas av cancercellerna för att förvärva fettsyror fettsyror. Framsteg inom Lipid Research, 52 (4), 585–589.