Триглицеридите се хидролизират в червата благодарение на намесата на панкреатична липаза.
Веднъж хидролизирани до глицерол и свободни мастни киселини, те могат да се абсорбират от чревни епителни клетки, които превръщат глицерола и мастните киселини в триглицериди.
След това триглицеридите се освобождават в лимфната циркулация, свързана с определени липопротеинови частици, наречени хиломикрони.
Благодарение на каталитичното действие на липопротеин липазите, триглицеридите, депонирани от хиломикроните, отново се хидролизират.
Глицеролът и свободните мастни киселини могат да бъдат използвани като гориво за получаване на енергия, депозирани като липидни запаси в мастната тъкан и използвани като прекурсори за синтеза на фосфолипиди, триацилглицероли и други класове съединения.
Плазменият албумин, най-разпространеният протеин в плазмата, е посветен на транспорта на свободни мастни киселини в кръвния поток.
ОКСИДАЦИЯ НА МАЗНИНИ
Окисляване на глицерол
Както споменахме, триглицеридите са съставени от глицеролния съюз с три повече или по-малко дълги вериги на мастни киселини.
Глицеролът няма нищо общо с мастната киселина от молекулярна гледна точка. Премахва се и се използва в глюконеогенезата, процес, който води до образуване на глюкоза от некарбохидратни съединения (лактат, аминокиселини и точно глицерол).
Глицеролът не може да се натрупва и в цитозола се превръща в L-глицерол 3 фосфат за сметка на АТР молекула, след което глицерол-3-фосфатът се превръща в дихидроксиацетон фосфат, който влиза в гликолизата, където се превръща в пируват и евентуално се окислява в цикъла на Кребс.
Активиране на мастни киселини
Бета-окислението започва в цитоплазмата с активирането на мастната киселина чрез свързване на тиоестер с CoA, образувайки ацил-SCoA и консумирайки 2 молекули АТР. Образуваният ацил-SCoA се транспортира в митохондрия чрез карнитин ацилтрансфераза.
Транспортиране на мастни киселини в митохондрия
Въпреки че някои малки молекули на Acyl-SCoA са способни спонтанно да пресекат вътрешната мембрана на митохондриите, повечето продукти на Acyl-SCoA не могат да преминат през тази мембрана. В тези случаи ациловата група се прехвърля в карнитина благодарение на каталитичната намеса на карнитин ацилтрансфераза I.
Регулирането на пътя се осъществява преди всичко на нивото на този ензим, разположен на външната мембрана на митохондрията. Той е особено активен по време на гладно, когато плазмените нива на глюкагон и мастни киселини са високи.
Свързването с ацил + карнитин се нарича ацил-карнитин.
Ацил-карнитинът навлиза в митохондрия и предава ациловата група на вътрешна CoASH молекула, чрез интервенцията на ензима карнитин ацилтрансфераза II. По този начин отново се образува молекула Acyl-SCoA, която ще влезе в процеса, наречен β-окисление.
В β-окисление
Β-окисляването се състои в отделяне от мастните киселини на два въглеродни атома във формата на acetoCoA, винаги окисляващи третия въглерод (С-3 или въглерод β), започвайки от карбоксилния край (този атом, който със старата номенклатура е посочен) като въглероден р). Поради тази причина целият процес се нарича β-окисление.
Oxid-окислението е процес, който протича в митохондриалната матрица и е тясно свързан с цикъла на Кребс (за по-нататъшно окисление на ацетата) и към дихателната верига (за реоксидиране на NAD и FAD коензими).
ФАЗИ НА β-окисление
Първата бета-окислителна реакция е дехидрогенирането на мастни киселини с ензим, наречен ацилКо дехидрогеназа. Този ензим е зависим от FAD ензим.
Този ензим позволява образуването на двойна връзка между С2 и С3: водородните атоми, загубени благодарение на дехидрогеназата, се свързват с FAD, което става FADH2.
Втората реакция се състои в добавяне на водна молекула към двойната връзка (хидратация).
Третата реакция е друго дехидрогениране, което превръща хидроксилната група в СЗ в карбонилна група. Водородният акцептор този път е NAD.
Четвъртата реакция включва разделянето на кетокиселината с тиолаза: ацетилСОА и ацилСОА са образувани с по-къса верига (2С по-малко).
Тази поредица от реакции се повтаря толкова пъти, колкото е С на веригата / 2 минус една, тъй като на дъното се образуват ацетилСОА. Пример: palmitilCoA 16: 2-1 = 7 пъти.
АцетилСОА, произведен с β-окисление, може да влезе в цикъла на Кребс, където се свързва с оксалоацетат за по-нататъшно окисление до въглероден диоксид и вода. За всеки окислен ацетилСОА в цикъла на Кребс се произвеждат 12 АТР
Образуване на кетонни тела
Когато ацетил СоА надвишава капацитета за приемане на цикъла на Кребс (дефицит на оксалацетат), той се трансформира в кетонни тела. Превръщането в глюкоза чрез глюконеогенеза не е възможно.
По-специално, излишъкът от ацетил СоА кондензира в две ацетил СоА молекули, образуващи ацетоацетил-СоА.
Започвайки от ацетоацетил-СоА, ензимът произвежда ацетоацетат (едно от трите кетонни тела), който може да се трансформира в 3-хидроксибутират, или чрез декарбоксилиране, той може да се трансформира в ацетон (другите две кетонни тела). Така образуваните кетонни тела могат да бъдат използвани от организма в екстремни условия като алтернативни енергийни източници.
Окисляване на мастни киселини с нечетен брой въглеродни атоми
Ако броят на въглеродните атоми на мастните киселини е нечетен в края, 3-въглеродна молекула се получава от Propionyl CoA. Пропионил-СоА в присъствието на биотин е карбоксилат и се превръща в D-метилманонил-СоА. D-метилманоил СоА ще се трансформира в L метилмалонил коа чрез епимераза. L метилмалонил CoA от мутаза и в присъствието на цианокобаламин (витамин В12) ще бъде трансформиран в сукцинилова CoA (междинна част от цикъла на Krebs).
Сукцинил-КоА може да се използва директно или индиректно в голямо разнообразие от метаболитни процеси като глюконеогенеза. Следователно от пропионилСОА, за разлика от ацетилкоА, е възможно да се синтезира глюкоза.
БИОСИСТЕЗИ НА МАСТНИ КИСЕЛИНИ
Биосинтезата на мастни киселини се среща главно в цитоплазмата на чернодробните клетки (хепатоцити), започвайки от ацетилните групи (ацетил СоА), генерирани в черния дроб. Тъй като тези групи могат да се извлекат от глюкоза, е възможно въглехидратите да се превръщат в мазнини. Въпреки това, не е възможно мазнините да се превръщат в въглехидрати, тъй като човешкият организъм не притежава тези ензими, необходими за превръщането на Acetiyl-SCoA, получени от β-оксидирането, в прекурсори на глюконеогенезата.
Както казахме във встъпителната част, докато β-оксидирането настъпва в митохондриалната матрица, биосинтезата на мастни киселини се появява в цитозола. Ние също така заявихме, че за да се образува мастна киселина се нуждаем от ацетилни групи, които се произвеждат в митохондриалната матрица.
Следователно е необходима специфична система, която прехвърля ацетил СоА от митохондрия към цитоплазмата. Тази система, зависима от АТФ, използва цитрат като ацетил транспортер. Цитратът след транспортиране на ацетилните групи в цитоплазмата ги прехвърля в CoASH, образувайки ацетил-SCoa.
Началото на биосинтеза на мастни киселини се осъществява благодарение на ключова реакция на кондензация на ацетил-SCoA с въглероден диоксид за образуване на Malonyl-SCoA.
Карбоксилирането на ацетил СоА се осъществява от много важен ензим ацетил СоА карбоксилаза. Този ензим, зависим от АТФ, е силно регулиран от алостерични активатори (инсулин и глюкагон).
Синтезът на мастни киселини не се използва от CoA, а от транспортиращ протеин от ациклични групи, наречен АСР, който всъщност ще транспортира всички междинни съединения на биосинтеза на мастни киселини.
Налице е мултиензимен комплекс, наречен синтаза на мастни киселини, който чрез серия от реакции води до образуване на мастни киселини до не повече от 16 въглеродни атома. Най-дългата верига мастни киселини и някои ненаситени мастни киселини се синтезират, започвайки от палмитата чрез ензими, наречени елонгази и десатурази.
РЕГУЛИРАНЕ НА ОКСИДАЦИЯТА И БИОСИТЕТА НА МАСТНИ КИСЕЛИНИ
Ниските нива на глюкоза в кръвта стимулират отделянето на два хормона, адреналин и глюкагон, които с тяхното действие стимулират окислението на мастни киселини.
Напротив, инсулинът има противоположно действие и с неговата интервенция стимулира биосинтеза на мастни киселини. Увеличаването на кръвната глюкоза води до увеличаване на секрецията на инсулин, което, чрез неговото действие, улеснява преминаването на глюкоза в клетките. Излишният глюкоза се превръща в гликоген и се отлага като резерв в мускулите и черния дроб. Увеличаването на чернодробната глюкоза причинява натрупването на малонил-SCoA, което инхибира карнитин ацилтрансферазата чрез забавяне на скоростта на окисление на мастните киселини.
