Tluszcze jako glówny zapasowy substrat energetyczny Utlenienie 1 g tluszczy pozwala na wyprodukowanie 37 kJ (9 kcal) energii, podczas gdy utlenienie 1 g węglowodanów lub bialek dostarcza tylko 17 kJ (4 kcal) energii. Ilość energii moŜliwej do uzyskania ze spalenia zapasu substratów energetycznych zgromadzonych w ciele osobnika o masie ciala 70 kg wynosi: 400 000 kJ z tluszczy 100 000 kJ z bialek 2500 kJ z zapasu glikogenu 170 kJ z wolnej glukozy. Mózg nie moŜe korzystać z tluszczy, a podstawowym substratem energetycznym dla mózgu jest glukoza. W warunkach glodzenia, kiedy poziom glukozy we krwi obniŜa się, mózg moŜe równieŜ korzystać z cial ketonowych powstalych w wyniku przemiany kwasów tluszczowych. Klasyfikacja lipidów (triacyloglicerole, fosfolipidy, glikolipidy)
20
Embed
Tłuszcze jako główny zapasowy substrat energetyczny · Tłuszcze jako główny zapasowy substrat energetyczny Utlenienie 1 g tłuszczy pozwala na wyprodukowanie 37 kJ (9 kcal)
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Tłuszcze jako główny zapasowy substrat energetyczny
Utlenienie 1 g tłuszczy pozwala na wyprodukowanie 37 kJ (9 kcal) energii, podczas gdy utlenienie 1 g węglowodanów lub białek dostarcza tylko 17 kJ (4 kcal) energii.
Ilość energii moŜliwej do uzyskania ze spalenia zapasu substratów energetycznych zgromadzonych w ciele osobnika o masie ciała 70 kg wynosi:
400 000 kJ z tłuszczy
100 000 kJ z białek
2500 kJ z zapasu glikogenu
170 kJ z wolnej glukozy.
Mózg nie moŜe korzystać z tłuszczy, a podstawowym substratem energetycznym dla mózgu jest glukoza. W warunkach głodzenia, kiedy poziom glukozy we krwi obniŜa się, mózg moŜe równieŜ korzystać z ciał ketonowych powstałych w wyniku przemiany kwasów tłuszczowych.
Klasyfikacja lipidów (triacyloglicerole, fosfolipid y, glikolipidy)
„Tłuszcze spalają się w ogniu węglowodanów” – Co to znaczy ?
odpowiedź: do spalania tłuszczy (a dokładniej: kwasów tłuszczowych-KT) i Acetylo-CoA powstałego w β-oksydacji potrzebny jest szczawiooctan (metabolit cyklu Krebsa) , który powstaje w wyniku karboksylacji pirogronianu (jeden z głównych metabolitów glikolizy)
Energia z utlenienia KT tworzona jest w ponad 95 % w procesie fosforylacji oksydacyjnej sprzęŜonej z łańcuchem oddechowym-dlatego produkcja energii ze spalania tłuszczy wymaga zapewnienia odpowiedniego zaopatrzenia komórek w tlen.
Ciała ketonowe
Gdy tłuszcze stają się głównym substratem energetycznym, część zwiększonej, w tych warunkach puli kwasów tłuszczowych jest zuŜywana w wątrobie do produkcji tzw. ciał ketonowych. Ma to miejsce w poniŜszych sytuacjach fizjologicznych:
(1) podczas głodzenia (gdy wątroba nie jest w stanie zapewnić utrzymania homeostazy glukozy), (2) w wysiłku wytrzymałościowym, (3) w warunkach spoŜywania diety wysokotłuszczowej, oraz (4) w cukrzycy (gdy glukoza nie jest wychwytywana przez mięśnie).
W syntezie ciał ketonowych uczestniczą 3 enzymy: ketotiolaza, syntaza hydroksymetyloglutarylo –CoA (syntaza HMG-CoA), oraz liaza HMG-CoA. Produktem końcowym jest kwas acetooctowy (acetooctan), który moŜe ulegać redukcji do β-hydroksymaślanu-β HB (przez dehydrogenazę β HB) lub dekarboksylacji do acetonu.
Ciała ketonowe powstałe w wątrobie są transportowane z krwią do innych tkanek (mózg, mięśnie szkieletowe), gdzie są z powrotem przekształcane do Acetylo-CoA i .
Kiedy ciała ketonowe pełnią funkcję alternatywnego “paliwa” (np. dla mózgu w przypadku głodu lub cukrzycy) substratami dla glukoneogenezy w wątrobie (dla utrzymania homeostazy glukozy) stają się aminokwasy uzyskane z rozkładu białek (NB. Acetylo-CoA nie moŜe być substratem dla resyntezy glukozy !).
Biosynteza kwasów tłuszczowych
Cały proces jest zlokalizowany w cytoplazmie:
I etap: produkcja malonylo CoA z Acetylo-CoA przez karboksylazę acetylo-CoA (enzym zawierający biotynę jako grupę prostetyczną) dwuetapowo:
Reakcja: HCO3−−−− + ATP + acetyl-CoA � ADP + Pi + malonyl-CoA
System enzymatyczny występujący u ssaków, który katalizuje syntezę długołańcuchowych, nasyconych kwasów tłuszczowych z Acetylo-CoA, malonylo-CoA oraz NADPH to syntaza kwasów tłuszczowych. Jest to bardzo duŜy i złoŜony kompleks enzymatyczny zawierający centralnie zlokalizowaną domenę przenoszącą Acyl (ACP-Acyl Carrier Protein).
Syntaza kwasów tłuszczowych zawiera podjednostki białkowe pełniące rolę katalizatorów (enzymów) zaangaŜowanych w kolejnych etapach biosyntezy. NaleŜą do nich:
palmitynian + 14 NADP+ + 8 CoA + 6H2O + 7 ADP + 7 Pi
Przykład: Synteza palmitynianu z Acetylo-CoA i Malonylo-CoA.
ChociaŜ reakcje syntezy kwasów tłuszczowych są podobne do odwróconego przebiegu β-oksydacji, proces biosyntezy jest inny i nie stanowi prostego odwrócenia ββββ-oksydacji.
Porównanie utlenienia i syntezy kwasów tłuszczowych .
Triacyloglicerole (tłuszcze) powstają w wyniku reakcji pomiędzy tioacylem utworzonym podczas biosyntezy kwasów tłuszczowych (Acylo –CoA) i glicerolo-3-fosforanem powstałym w wyniku:
(1) redukcji fosfo-dwuhydroksy-acetonu (DHAP) przez NADH:
DHAP + NADH + H+ <=> Glycerol-3-Phosphate + NAD+, lub
(2) fosforylacji glicerolu przez kinazę glicerolową
Glycerol + ATP <=> Glycerol-3-Phosphate + ADP
PoniewaŜ komórki tłuszczowe (adipocyty) nie posiadają kinazy glicerolowej NIE mogą teŜ wykorzystywać glicerolu uwolnionego podczas hydrolizy innego tłuszczu do syntezy nowych cząsteczek tluszczu.
Dlatego, z tego mechanizmu wykorzystania wolnego glicerolu do biosyntezy tłuszczy moŜe korzystać tylko wątroba posiadająca kinazę glicerolową. W przypadku pozostałych komórek, glicerolo-3-fosforan powstaje przez redukcję fosfo-dwuhydroksy-acetonu (metabolit pośredni przemiany glikolitycznej).
Synteza tłuszczy jest procesem, do przebiegu którego równieŜ potrzebne są węglowodany, poniewaŜ:
(1) wymaga dostarczania NADPH (z cyklu pentozofosforanowego), i (2) glicerolo-3-P (uzyskanego w wyniku redukcji metabolitu glikolizy
– DHAP).
To wyjaśnia, dlaczego glukoza jest substratem niezbędnym dla komórek tłuszczowych, a jej wychwyt z krwioobiegu (z uwagi na duŜą masę tkanki tłuszczowej) jest regulowany przez insulinę.