Struktura

Metabolismus lipidů

Metabolismus lipidů

Transport lipidů v našem těle, zejména triacylglycerolů a cholesterolu, je velmi složitý. Lipidy nemohou být v organismu transportovány v podobě samostatných volných molekul z důvodu nerozpustnosti v polárních rozpouštědlech. Jsou dopravovány buď jako celek, nebo v hydrolyzované podobě mastných kyselin a glycerolu. Cholesterol může být při transportu vázán jako ester na mastnou kyselinu. Celistvé molekuly triacylglycerolů jsou transportovány jako součást lipoproteinů.

V potravě je obsaženo 20 – 40 % lipidů, z nichž 90 % tvoří triacylglyceroly. Jsou součástí rostlinné i živočišné stravy.

Katabolismus lipidů

Trávení lipidů probíhá na fázovém rozhraní tuk – voda (z důvodu jejich nerozpustnosti ve vodě).

Štěpení lipidů začíná v žaludku, kde jsou z důvodu silně kyselého prostředí (kyselina chlorovodíková) štěpeny pouze mléčné tuky. Dále štěpení pokračuje ve dvanáctníku, kde se pomocí lipas odbourává 1 až 2 mastné kyseliny z krajních poloh C1 nebo C3.

Vzniká směs mastných kyselin, mono- a diacylglycerolů, která je pomocí žlučových kyselin absorbována sliznicí tenkého střeva. Ty jsou ve střevních buňkách převedeny na triacylglyceroly a včetně cholesterolu jsou zabaleny do chylomikronů, které jsou vysílány do lymfy. Odtud jsou uvolňovány do krve a jí přenášeny do tkání. Ve tkáních jsou před přijetím hydrolyzovány lipoproteinovou lipasou na mastné kyseliny a glycerol. Část mastných kyselin se uvolní do krve vázána na albumin. Mastné kyseliny jsou v buňkách tkání (v mitochondriích) oxidovány (β-oxidace) a slouží jako vydatný zdroj energie. Mastné kyseliny, které vstupují do tukových buněk, se znovu esterifikují na triacylglycerol. Glycerol je zachycován v játrech a ledvinách, je využíván buď ke glukoneogenezi, nebo k syntéze triacylglycerolů.

obrazek

obrazek

obrazek

Obr. 1: Hydrolýza triacylglycerolu

β-oxidace karboxylových kyselin probíhá následovně:

Molekula karboxylové kyseliny se musí nejprve aktivovat vazbou na molekulu koenzymu A. Vzniká acylkoenzym A za současného hydrolytického štěpení ATP (spotřeba energie).

Po aktivaci molekuly následují přeměny v metabolické dráze, jejichž výsledkem je odštěpování dvouuhlíkového zbytku karboxylové kyseliny ve formě acetylkoenzymu A.

Reakce probíhá na druhém uhlíkovém atomu vedle karboxylové skupiny (β-uhlíku, odtud β-oxidace).

Po odštěpení první molekuly acetylkoenzymu A reakce pokračuje – a to tak, že o dva uhlíkové atomy kratší molekula karboxylové kyseliny se přeměňuje ve stejné metabolické dráze.

Děj se opakuje tak dlouho, dokud není molekula původní karboxylové kyseliny zcela neodbourána na dvouuhlíkaté zbytky ve formě acetylkoenzymu A.

Vzniklé molekuly acetylkoenzymu A vstupují do citrátového (Krebsova) cyklu. Jsou oxidovány za vzniku oxidu uhličitého a vody.

Obr. 2: Schema β-oxidace mastných kyselin

Oxidací karboxylových kyselin získávají buňky velké množství energie ve formě ATP. Například při úplné oxidaci jedné molekuly kyseliny palmitové získávají buňky 131 molekul ATP.

Anabolismus lipidů (biosyntéza)

Pro syntézu lipidů je nutná přítomnost všech základních složek v organismu - glycerol a mastné kyseliny, které musí být aktivovány.

Mastné kyseliny vznikají „opačným“ pochodem k β-oxidaci. Syntéza mastných kyselin probíhá v cytoplazmě (β-oxidace v mitochondriích), výchozí látkou pro syntézu je acetylkoenzym A. K průběhu syntézy je potřeba značné množství energie.

 

Zdroje

Obrázky

 

Schéma

Content traveni lipidu

Obr. 3: Trávení lipidů

Zajímavost

Tuková tkáň

Příroda nás koncipovala pro pohyb a namáhavou práci. Větší třetinu naší tělesné hmotnosti představuje svalstvá tkáň, která má unikátní schopnost zkracovat se, a tím (pomocí tahu za kosti) zajišťovat pohyb. V dosavadní historii lidstva byl pohyb základní podmínkou získání obživy, zajištění bydlení a bezpečnosti. Dnes se ale moc nehýbeme - těžkou práci převzali stroje a většinou máme sedavé zaměstnání.

Z toho vyplývá, že svaly moc nevyužíváme, a proto se jejich množství v organismu snižuje. A protože sval spotřebuje pro svou činnost velké množství energie, snižuje se i hodnota bazálního metabolismu. Ale přívod energie se nesnižuje, nastává tedy dlouhodobá pozitivní energetická bilance. Ta má nevyhnutelný následek - přebytečná energie se ukládá ve formě zásobního tuku.

 Donedávna se vědci domnívali, že tukové zásoby jsou inertní. Něco jako skladové zásoby na nevyužitou energii a tuk ve skladu jen tiše, nečinně čeká. Jenže vědci koncem minulého století zjistili, že tuk velmi čile komunikuje s ostatními tkáněmi. Informuje mozek o stavu zásob, ovlivňují chuť k jídlu, chuť do pohybu a řadu dalších funkcí a systémů těla.

V roce 2010 oznámili vědci, že mají nové důkazy o tom, že tuková tkáň je aktivní orgán, zasílající chemické signály (leptin, adiponectin atd.) do jednotlivých částí těla. Tyto působky se pravděpodobně podílí na zvýšení rizika infarktů, diabetu a dalších poruch zdraví. Vědci, jejichž práci vedla Dr. Anja Rosenow, identifikovali v roce 2010 celkem 20 nových hormonů a dalších substancí, které dosud nebyly známy a které do krevního oběhu uvolňují tukové buňky. Dále vědci oznámili objev 80 různých bílkovin, tvořených tukovými buňkami. Jejich studium by mělo pomoci pochopit roli, jakou hrají tukové zásoby při vzniku a rozvoji některých nemocí.

Zajímavost

Content betaoxidace

Obr. 4: Energetický výtěžek β-oxidace kyseliny palmitové

Při úplné degradaci kyseliny palmitové vzniká 8 molekul acetylkoenzymu A a 7 FADH2 a 7NADH+H+. Pro aktivaci mastné kyseliny na začátku jsou využity 2 ATP, které se musí od konečného energetického výtěžku odečíst.

Pokud to porovnáme s výtěžkem aerobní oxidace glukosy (38 ATP), pak je zřejmé, že oxidace mastných kyselin poskytuje zhruba 3x více energie. 

Logolink