Anatomia și fiziologia metabolismului lipidelor II

Până la sfârșitul acestei secțiuni, veți putea:

Explicați cum poate fi derivată energia din grăsimi
Explicați scopul și procesul ketogenezei
Descrieți procesul de oxidare a cetonei
Explicați scopul și procesul lipogenezei

Grăsimile (sau trigliceridele) din organism sunt ingerate ca alimente sau sintetizate de adipocite sau hepatocite de la precursorii glucidelor. Metabolizarea lipidelor implică oxidarea acizilor grași pentru a genera energie sau pentru a sintetiza noi lipide din molecule constitutive mai mici. Metabolismul lipidic este asociat cu metabolismul glucidic, deoarece produsele glucozei (cum ar fi acetil CoA) pot fi transformate în lipide.

Figura 1. O moleculă de trigliceride (a) se descompune într-o monogliceridă (b).

Metabolismul lipidic începe în intestin unde a fost ingerat trigliceride sunt descompuse în acizi grași cu lanț mai mic și ulterior în molecule de monogliceride de lipazele pancreatice, enzime care descompun grăsimile după ce sunt emulsionate de săruri biliare. Când mâncarea ajunge în intestinul subțire sub formă de chim, un hormon digestiv numit colecistochinina (CCK) este eliberat de celulele intestinale din mucoasa intestinală. CCK stimulează eliberarea lipazei pancreatice din pancreas și stimulează contracția vezicii biliare pentru a elibera sărurile biliare stocate în intestin. CCK călătorește și la creier, unde poate acționa ca un inhibitor al foamei.

Figura 2. Chilomicronii conțin trigliceride, molecule de colesterol și alte apolipoproteine (molecule de proteine). Acestea funcționează pentru a transporta aceste molecule insolubile în apă din intestin, prin sistemul limfatic și în fluxul sanguin, care transportă lipidele către țesutul adipos pentru depozitare.

Împreună, lipazele pancreatice și sărurile biliare descompun trigliceridele în acizi grași liberi. Acești acizi grași pot fi transportați peste membrana intestinală. Cu toate acestea, odată ce traversează membrana, acestea sunt recombinate pentru a forma din nou molecule de trigliceride. În celulele intestinale, aceste trigliceride sunt ambalate împreună cu moleculele de colesterol în vezicule fosfolipidice numite chilomicroni. Chilomicronii permit grăsimilor și colesterolului să se deplaseze în mediul apos al sistemului limfatic și circulator. Chilomicronii părăsesc enterocitele prin exocitoză și intră în sistemul limfatic prin lacteale în vilozitățile intestinului. Din sistemul limfatic, chilomicronii sunt transportați la sistemul circulator. Odată ajunși în circulație, aceștia pot merge fie la ficat, fie pot fi depozitați în celule adipoase (adipocite) care cuprind țesut adipos (grăsime) care se găsește în tot corpul.

Lipoliza

Pentru a obține energie din grăsimi, trigliceridele trebuie mai întâi descompuse prin hidroliză în cele două componente principale ale acestora, acizii grași și glicerolul. Acest proces, numit lipoliza, are loc în citoplasmă. Acizii grași rezultați sunt oxidați prin β-oxidare în acetil CoA, care este utilizat de ciclul Krebs. Glicerina care este eliberată din trigliceride după lipoliză intră direct pe calea glicolizei ca DHAP. Deoarece o moleculă de trigliceridă produce trei molecule de acizi grași cu câte 16 sau mai mulți atomi de carbon în fiecare, moleculele de grăsime produc mai multă energie decât carbohidrații și sunt o sursă importantă de energie pentru corpul uman. Trigliceridele produc mai mult de două ori energia pe unitate de masă în comparație cu carbohidrații și proteinele. Prin urmare, atunci când nivelurile de glucoză sunt scăzute, trigliceridele pot fi transformate în molecule de acetil CoA și utilizate pentru a genera ATP prin respirație aerobă.

Defalcarea acizilor grași, numită oxidarea acizilor grași sau beta (β) -oxidare, începe în citoplasmă, unde acizii grași sunt transformați în molecule de acil gras CoA. Acest acil gras CoA se combină cu carnitina pentru a crea o moleculă de acil carnitină grasă, care ajută la transportul acidului gras peste membrana mitocondrială. Odată ajuns în matricea mitocondrială, molecula de acil carnitină grasă este convertită înapoi în acil gras CoA și apoi în acetil CoA. Acetil CoA nou format intră în ciclul Krebs și este folosit pentru a produce ATP în același mod ca acetil CoA derivat din piruvat.

Figura 3. Faceți clic pentru o imagine mai mare. În timpul oxidării acizilor grași, trigliceridele pot fi descompuse în molecule de acetil CoA și utilizate pentru energie atunci când nivelurile de glucoză sunt scăzute.

Ketogeneza

Dacă acetil CoA excesiv este creat din oxidarea acizilor grași și ciclul Krebs este supraîncărcat și nu poate face față acestuia, acetil CoA este deviat pentru a crea corpuri cetonice. Aceste corpuri cetonice pot servi ca sursă de combustibil dacă nivelurile de glucoză sunt prea mici în organism. Cetonele servesc drept combustibil în perioadele de înfometare prelungită sau când pacienții suferă de diabet necontrolat și nu pot utiliza cea mai mare parte a glucozei circulante. În ambele cazuri, depozitele de grăsime sunt eliberate pentru a genera energie prin ciclul Krebs și vor genera corpuri cetonice atunci când se acumulează prea mult acetil CoA.

În această reacție de sinteză cetonică, excesul de acetil CoA este transformat în hidroximetilglutaril CoA (HMG CoA). HMG CoA este un precursor al colesterolului și este un intermediar care ulterior este transformat în β-hidroxibutirat, corpul cetonic primar din sânge.