و تكون الدهون هو المسار الأيضي الرئيسي الذي الأحماض الدهنية هي سلسلة طويلة تصنيعه من الكربوهيدرات المستهلكة في الزائدة في النظام الغذائي. يمكن دمج هذه الأحماض الدهنية في الدهون الثلاثية من خلال الأسترة إلى جزيئات الجلسرين.
في ظل الظروف العادية ، تحدث عملية تكوين الدهون في الكبد والأنسجة الدهنية وتعتبر أحد العوامل الرئيسية المساهمة في الحفاظ على توازن الدهون الثلاثية في مصل الدم.
هيكل سينثاس الأحماض الدهنية البشرية (FASN) (المصدر: Emw
عبر
ويكيميديا كومنز)
الدهون الثلاثية هي خزان الطاقة الرئيسي في الجسم ويتم استخراج الطاقة الموجودة فيها بفضل عملية تعرف باسم تحلل الدهون ، والتي ، على عكس تكوين الدهون ، تتكون من فصل وإطلاق جزيئات الجلسرين والأحماض الدهنية في مجرى الدم.
يعمل الجلسرين المنطلق كركيزة لمسار تكوين الجلوكوز ويمكن نقل الأحماض الدهنية إلى حجرات أخرى معقدة مع ألبومين المصل.
يتم امتصاص هذه الأحماض الدهنية من قبل جميع الأنسجة تقريبًا باستثناء الدماغ وكريات الدم الحمراء ، ثم يتم استيرتها إلى ثلاثي الجلسرين مرة أخرى لتتأكسد كوقود أو يتم تخزينها كاحتياطي للطاقة.
تعتبر الأنظمة الغذائية الغنية بالدهون السبب الرئيسي للسمنة ، حيث يجب تخزين السعرات الحرارية الزائدة ويجب أن تتمدد الأنسجة الدهنية لاستيعاب كل من الدهون الزائدة المبتلعة وتلك التي يتم تصنيعها داخليًا.
الخصائص والوظائف
في جسم الإنسان ، على سبيل المثال ، تنشأ الأحماض الدهنية إما من عمليات التخليق الحيوي من acetyl-CoA أو كمنتج للمعالجة المائية للدهون و phospholipids الغشائية.
العديد من الثدييات غير قادرة على تصنيع بعض الأحماض الدهنية ، مما يجعل هذه المكونات الأساسية لنظامهم الغذائي.
تتمثل الوظيفة الرئيسية لتكوين الدهون في تخزين الطاقة في شكل دهون (دهون) التي تحدث عند استهلاك كمية أكبر من الكربوهيدرات مما يحتاجه الجسم ، حتى تتجاوز سعة تخزين الكبد للجليكوجين.
يتم تخزين الدهون التي يتم تصنيعها عن طريق هذا المسار في الأنسجة الدهنية البيضاء ، وهي موقع تخزين الدهون الرئيسي في الجسم.
تحدث عملية تكوين الدهون في جميع خلايا الجسم ، ومع ذلك ، فإن الأنسجة الدهنية والكبد هي المواقع الرئيسية للتخليق. يحدث هذا المسار في السيتوبلازم الخلوي ، بينما تحدث أكسدة الأحماض الدهنية في مقصورات الميتوكوندريا.
يتبع تكوين الدهون والتخليق اللاحق للدهون الثلاثية تخليق وإفراز جزيئات البروتين الدهني منخفضة الكثافة جدًا والمعروفة باسم جزيئات VLDL (البروتين الدهني منخفض الكثافة جدًا) ، والتي تكون قادرة على دخول مجرى الدم.
يمكن تحلل جسيمات VLDL والدهون الثلاثية في الشعيرات الدموية للأنسجة خارج الكبد ، خاصة في الأنسجة العضلية والدهنية لإطلاق أو تخزين الطاقة.
تفاعلات
يتم تعديل تدفق ذرات الكربون من الجلوكوز الموجود في الكربوهيدرات إلى الأحماض الدهنية عن طريق تكوين الدهون ويتضمن سلسلة من التفاعلات الأنزيمية المنسقة تمامًا.
1- مسار التحلل في العصارة الخلوية للخلايا مسؤول عن معالجة الجلوكوز الذي يدخل من مجرى الدم لإنتاج البيروفات ، والذي يتحول إلى أسيتيل CoA ، القادر على دخول دورة كريبس في الميتوكوندريا ، حيث يتم إنتاج السترات.
2-تتكون الخطوة الأولى من مسار تكوين الدهون من تحويل السيترات التي تترك الميتوكوندريا إلى أسيتيل CoA عن طريق عمل إنزيم يعرف باسم ATP-citrate lyase (ACLY).
3-يتم كربوكسيل أسيتيل CoA الناتج لتكوين malonyl-CoA ، وهو تفاعل محفز بواسطة acetyl-CoA carboxylase (ACACA).
4-التفاعل الثالث هو التفاعل الذي يفرض الخطوة المحددة للمسار بأكمله ، أي أبطأ تفاعل ، ويتكون من تحويل malonyl-CoA إلى بالميتات بواسطة إنزيم سينسيز الأحماض الدهنية (FAS).
5-التفاعلات التالية تساعد على تحويل البالميتات إلى أحماض دهنية أكثر تعقيدًا ، ومع ذلك ، فإن البالميتات هو المنتج الرئيسي لتكوين الدهون في دي نوفو.
تخليق الأحماض الدهنية
يبدأ تركيب الأحماض الدهنية في الثدييات بمركب سينثيز الأحماض الدهنية (FAS) ، وهو مركب متعدد الوظائف ومتعدد القوالب في العصارة الخلوية الذي يصنع البالميتات (حمض دهني مشبع مكون من 16 كربونًا). لهذا التفاعل ، يستخدم ، كما ذكرنا سابقًا ، malonyl-CoA كمانح للكربون و NADPH كعامل مساعد.
تحفز الوحدات المتجانسة FAS تخليق واستطالة الأحماض الدهنية ذرتين من الكربون في وقت واحد. هذه الوحدات الفرعية لها ستة أنشطة إنزيمية مختلفة: أسيتيل ترانسفيراز ، ب-كيتواسيل سينثيز ، مالونيل ترانسفيراز ، ب-كيتواسيل اختزال ، ب-هيدروكسي أسيل ديهيدراتاز ، وإنويل اختزال.
أعضاء مختلفون من عائلة من بروتينات استطالة الأحماض الدهنية طويلة السلسلة (Elovl) مسؤولة عن استطالة الأحماض الدهنية التي تنتجها FAS. المصب عبارة عن إنزيمات أخرى مسؤولة عن إدخال الروابط المزدوجة (إزالة التشبع) في سلاسل الأحماض الدهنية.
اللائحة
العديد من الحالات المرضية الفيزيولوجية لها علاقة بالتنظيم المعيب للمسار الشحمي ، لأن المخالفات فيه تعيق توازن الدهون في الجسم.
ينشط النظام الغذائي الغني بالكربوهيدرات تكوين الدهون في الكبد ، ولكن ثبت أنه لا يقتصر فقط على كمية الكربوهيدرات التي يتم تناولها ، ولكن أيضًا نوع الكربوهيدرات.
تُظهر البيانات التجريبية ، على سبيل المثال ، أن السكريات البسيطة مثل الفركتوز لها تأثيرات أقوى بكثير في تنشيط تكوين الدهون في الكبد أكثر من الكربوهيدرات الأخرى الأكثر تعقيدًا.
يمثل التمثيل الغذائي الجلوكوز للجلوكوز مصدرًا كبيرًا للكربون لتخليق الأحماض الدهنية.
يحفز الجلوكوز أيضًا التعبير عن الإنزيمات المشاركة في مسار تكوين الدهون عن طريق البروتينات التي تربط عناصر استجابة الكربوهيدرات.
تعمل مستويات الجلوكوز في الدم أيضًا على تحفيز التعبير عن هذه الإنزيمات عن طريق تحفيز إفراز الأنسولين وتثبيط إطلاق الجلوكاجون في البنكرياس. يتم التحكم في هذا التأثير عن طريق بروتين ربط عنصر الستيرول التنظيمي 1 (SREBP-1) في خلايا الكبد والخلايا الشحمية.
المسارات التنظيمية الأخرى لها علاقة كبيرة بنظام الغدد الصماء والهرمونات المختلفة المرتبطة بشكل غير مباشر بالتعبير عن العديد من الإنزيمات المولدة للدهون.
المراجع
- أمير ، ف ، سكانديوزي ، إل ، حسنين ، س ، كالباشر ، هـ ، وزيدي ، ن. (2014). تكوين الدهون دي نوفو في الصحة والمرض. التمثيل الغذائي ، 0-7.
- Lodhi ، IJ ، Wei ، X. ، & Semenkovich ، CF (2011). الاستخراج الشحمي: تكوين الدهون الجديد كجهاز إرسال إشارة أيضية. الاتجاهات في علم الغدد الصماء والتمثيل الغذائي ، 22 (1) ، 1-8.
- ماثيوز ، سي ، فان هولدي ، ك ، وأهيرن ، ك. (2000). الكيمياء الحيوية (الطبعة الثالثة). سان فرانسيسكو ، كاليفورنيا: بيرسون.
- نيلسون ، DL ، & Cox ، MM (2009). مبادئ Lehninger للكيمياء الحيوية. إصدارات أوميغا (الطبعة الخامسة).
- صموئيل ، فاتو (2011). تكوين الدهون الناجم عن الفركتوز: من السكر إلى الدهون إلى مقاومة الأنسولين. الاتجاهات في علم الغدد الصماء والتمثيل الغذائي ، 22 (2) ، 60-65.
- شيرير ، ت. ، هير ، جو ، ديجز أندروز ، ك. ، شفايجر ، إم ، تشينج ، ب ، ليندتنر ، سي ،… بوتنر ، سي (2011). يتحكم الأنسولين في الدماغ في تحلل الدهون في الأنسجة الدهنية وتكوين الدهون. التمثيل الغذائي الخلوي، 13 (2) ، 183–194.
- شوتز ، واي (2004). الدهون الغذائية وتكوين الدهون وتوازن الطاقة. علم وظائف الأعضاء والسلوك ، 83 ، 557-564.
- Strable ، MS ، & Ntambi ، JM (2010). التحكم الجيني في تكوين الدهون في دي نوفو: دور في السمنة التي يسببها النظام الغذائي. مراجعات نقدية في الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية ، 45 (3) ، 199-214.
- Zaidi، N.، Lupien، L.، Kuemmerle، NB، Kinlaw، WB، Swinnen، J.V، & Smans، K. (2013). تكوّن الدهون وتحلل الدهون: المسارات التي تستغلها الخلايا السرطانية للحصول على الأحماض الدهنية. التقدم في أبحاث الدهون ، 52 (4) ، 585-589.