Липогенезе је главни метаболички пут којим масне киселине су дуги ланац синтетизује из угљених хидрата конзумиране у вишку у исхрани. Ове масне киселине могу се уградити у триглицериде путем њихове естерификације у молекуле глицерола.
У нормалним условима, липогенеза се јавља у јетри и масном ткиву и сматра се једним од главних доприноса одржавању хомеостазе триглицерида у крвном серуму.
Структура синтазе масних киселина људске масти (ФАСН) (Извор: Емв
путем
Викимедиа Цоммонс)
Триглицериди су главни енергетски резервоар те се енергија која се налази у њима екстрахира захваљујући процесу познатом као липолиза, који се, супротно липогенези, састоји у одвајању и ослобађању молекула глицерола и масних киселина у крвоток.
Ослобођени глицерол служи као супстрат за пут глуконеогена, а масне киселине се могу транспортовати у друге преграде сложене са серумским албумином.
Те масне киселине преузимају готово сва ткива осим мозга и еритроцита, а затим се поново естерификују у триацилглицероле да би се оксидирали као гориво или складиштили као резерва енергије.
Дијета са високом масноћом је главни узрок гојазности, јер се вишак калорија мора чувати, а масно ткиво мора да се шири како би се прихватили и вишак унесених липида и они који се ендогено синтетизују.
Карактеристике и функције
На пример, у људском телу, масне киселине настају или биосинтетским процесима из ацетил-ЦоА или као производ хидролатне обраде масти и мембранских фосфолипида.
Многи сисари нису у могућности да синтетишу неке масне киселине, што чини ове суштинске компоненте њихове исхране.
Главна функција липогенезе односи се на складиштење енергије у облику масти (липида) које настаје када се конзумира већа количина угљених хидрата него што је телу потребно, чак и прекорачујући хепатичке капацитете гликогена.
Липиди синтетизовани овим путем чувају се у белом масном ткиву, главном месту складиштења липида у телу.
Липогенеза се јавља у свим ћелијама у телу, међутим, масно ткиво и јетра су главна места синтезе. Овај пут се јавља у ћелијској цитоплазми, док оксидација масне киселине долази у митохондријским оделцима.
Након липогенезе и накнадне синтезе триглицерида следи синтеза и излучивање честица липопротеина врло ниске густине познатих као честице ВЛДЛ (липопротеини врло мале густоће), које могу ући у крвоток.
И ВЛДЛ честице и триглицериди могу се хидролизовати у капиларима ван-јетрених ткива, углавном у мишићним и масним ткивима ради ослобађања или складиштења енергије.
Реакције
Ток угљикових атома из глукозе присутне у угљеним хидратима до масних киселина модулира се липогенезом и укључује низ савршено координираних ензимских реакција.
1-Гликолитички пут у ћелијама цитосола одговоран је за обраду глукозе која улази из крвотока да би се створио пируват, који се претвара у ацетил-ЦоА, способан да уђе у Кребсов циклус у митохондријима, где се производи цитрат .
2-Први корак липогеног пута састоји се од конверзије цитрата који митохондрије оставља у ацетил-ЦоА дејством ензима познатог као АТП-цитратна лиза (АЦЛИ).
3-Добијени ацетил-ЦоА је карбоксилиран да би се добио малонил-ЦоА, реакција катализована ацетил-ЦоА карбоксилазом (АЦАЦА).
4-Трећа реакција је реакција која намеће гранични корак целог пута, то јест најспорија реакција, и састоји се од конверзије малонил-ЦоА у палмитат ензимом синтезе масне киселине (ФАС).
5-Остале реакције низводно помажу претворити палмитат у друге сложеније масне киселине, међутим, палмитат је главни производ де ново липогенезе.
Синтеза масне киселине
Синтеза масних киселина код сисара почиње комплексом синтазе масних киселина (ФАС), мултифункционалним и мултимерним комплексом у цитосолу који синтетише палмитат (засићена масна киселина од 16 угљеника). За ову реакцију користи, као што је већ поменуто, малонил-ЦоА као донатор угљеника и НАДПХ као кофактор.
Подјединице ФАС хомодимера катализују синтезу и продужење масних киселина два атома угљеника истовремено. Ове подјединице имају шест различитих ензимских активности: ацетил-трансфераза, Б-кетоацил-синтаза, малонил-трансфераза, Б-кетоацил-редуктаза, Б-хидроксиацил-дехидрататаза и еноил редуктаза.
Различити чланови породице протеина веома дугог ланца масних киселина (Еловл) одговорни су за продужење масних киселина које производи ФАС. Низводно су други ензими одговорни за увођење двоструких веза (десатурација) у ланце масних киселина.
Регулација
Бројна патофизиолошка стања имају везе са неисправном регулацијом липогеног пута, јер неправилности у њему прекидају хомеостазу липидних тела.
Исхрана богата угљеним хидратима активира липогенезу јетре, али показало се да није само количина унесених угљених хидрата већ и врста угљених хидрата.
Експериментални подаци показују, на пример, да једноставни шећери, попут фруктозе, имају много јаче ефекте у активирању липогенезе јетре од осталих сложенијих угљених хидрата.
Глуколитички метаболизам глукозе представља сјајан извор угљеника за синтезу масних киселина.
Глукоза такође индукује експресију ензима који су укључени у липогени пут помоћу протеина који везују елементе одговора угљених хидрата.
Ниво глукозе у крви такође подстиче експресију ових ензима стимулишу ослобађање инсулина и инхибирајући ослобађање глукагона у панкреасу. Овај ефекат је контролисан путем стеролног протеина 1 који повезује стерол (СРЕБП-1) у ћелијама јетре и адипоцитима.
Остали регулаторни путеви имају много везе са ендокриним системом и различитим хормонима, посредно повезани са експресијом многих липогених ензима.
Референце
- Амеер, Ф., Сцандиуззи, Л., Хаснаин, С., Калбацхер, Х., и Заиди, Н. (2014). Де ново липогенеза у здрављу и болести. Метаболизам, 0–7.
- Лодхи, ИЈ, Веи, Кс. и Семенковицх, ЦФ (2011). Липоекпедиенци: де ново липогенеза као преноситељ метаболичког сигнала. Трендови у ендокринологији и метаболизму, 22 (1), 1–8.
- Матхевс, Ц., ван Холде, К., & Ахерн, К. (2000). Биохемија (3. изд.). Сан Франциско, Калифорнија: Пеарсон.
- Нелсон, ДЛ и Цок, ММ (2009). Лехнингерови принципи биохемије. Омега издања (5. изд.).
- Самуел, ВТ (2011). Липогенеза изазвана фруктозом: од шећера до масти до отпорности на инзулин. Трендови у ендокринологији и метаболизму, 22 (2), 60–65.
- Сцхерер, Т., Харе, ЈО, Диггс-андревс, К., Сцхвеигер, М., Цхенг, Б., Линдтнер, Ц.,… Буеттнер, Ц. (2011). Контрола инзулина мозга контролира липолизу ткива и липогенезу ткива. Ћелијски метаболизам, 13 (2), 183–194.
- Сцхутз, И. (2004). Прехрамбена масноћа, липогенеза и енергетски баланс. Физиологија и понашање, 83, 557–564.
- Страбле, МС, и Нтамби, ЈМ (2010). Генетска контрола де ново липогенезе: улога у претилости изазваној исхраном. Критички прегледи у биохемији и молекуларној биологији, 45 (3), 199–214.
- Заиди, Н., Лупиен, Л., Куеммерле, НБ, Кинлав, ВБ, Свиннен, Ј. В и Сманс, К. (2013). Липогенеза и липолиза: путеви које искоришћавају ћелије рака за добијање масних киселина масних киселина. Напредак у истраживању липида, 52 (4), 585–589.