Syntéza mastných kyselin

Syntéza mastných kyselin zahrnuje vícestupňovou syntézu mastných kyselin za účelem ukládání energie v organismu. Představuje pouze část metabolismu tuků, která je zase integrována do celkového metabolismu. Za normálních dietních podmínek je syntéza mastných kyselin pro člověka méně důležitá, protože strava již obsahuje tuky.

Co je syntéza mastných kyselin?

Syntéza mastných kyselin je také známá pod vědeckým názvem lipogenesis. Představuje anabolický asimilační metabolický proces, který slouží k ukládání energetických rezerv pro organismus. To platí pro bakterie a houby, jakož i pro rostliny a zvířata.

Lipogeneze je založena na přítomnosti několika důležitých výchozích látek, vitamínů a enzymů. Malonyl-CoA, který je tvořen z acetyl-CoA karboxylací (přídavkem oxidu uhličitého) za enzymatických podmínek, hraje při syntéze ústřední roli. Acetyl-CoA pochází z různých metabolických cest. Vyskytuje se jako meziprodukt při glykolýze (metabolismus cukru), při rozkladu mastných kyselin nebo při metabolismu bílkovin. S pomocí enzymů (acetyl-CoA karboxylázy, syntetázy mastných kyselin), energetických nosičů (ATP, ADP) a vitamínů (biotin, kyselina pantothenová) je pak syntéza mastných kyselin řízena.

Funkce a úkol

Ukládání energie je velmi důležité pro přežití jakéhokoli organismu. Syntéza mastných kyselin se ukázala jako ideální způsob ukládání energie v rané fázi vývoje. Mastné kyseliny jsou uloženy v esterifikované formě jako tuky nebo oleje v určitých buňkách určených pro tento účel. Jiné estery mastných kyselin jsou také velmi důležité při konstrukci buněčných membrán.

Pro výrobu zařízení pro ukládání energie jsou mastné kyseliny esterifikovány trihydrickým alkoholem glycerolem. Jsou esterifikovány sloučeninami obsahujícími fosfor v buněčných membránách. Mastné kyseliny dále tvoří základ pro syntézu cholesterolu a různých hormonů (pohlavní hormony, glukokortikoidy, mineralokortikoidy).

Chemicky představují molekuly s dlouhým řetězcem s uhlíkovým řetězcem a karboxylovou skupinou, někdy je řetězec také rozvětvený. V uhlíkovém řetězci se mohou občas vyskytnout také dvojné vazby. Pak se jedná o nenasycené mastné kyseliny. Nasycené mastné kyseliny obsahují pouze jednoduché vazby.

Tyto malé strukturální rozdíly jsou zodpovědné za množství možných funkcí této skupiny látek. Jejich hlavní funkcí je však ukládání energie. Výchozí látky pro syntézu mastných kyselin jsou produkovány každou metabolickou cestou. Acetyl-CoA se při rozkladu vždy tvoří jako meziprodukt z uhlohydrátů, bílkovin a tuků. V mitochondriích se acetyl-CoA rozkládá na oxid uhličitý a vodu a vytváří energii.

Může se však také použít v cytoplazmě pro novou syntézu mastných kyselin. Za tímto účelem se nejprve přemění na malonyl-CoA a ADP pomocí ATP, s karboxylací a absorpcí energie. Malonyl-CoA zase podléhá enzymatické kondenzaci s acetyl-ACP. Výsledný butyryl-ACP je opět kondenzován s malonyl-CoA. Tyto kondenzace se opakují, dokud nevzniknou mastné kyseliny s délkou řetězce až 16 atomů uhlíku.

Za normálních podmínek má syntéza mastných kyselin u lidí jen malý význam. Jedním z důvodů je to, že jídlo obvykle obsahuje dostatečně velký podíl tuku. Tímto způsobem se tuky obsažené v potravě rozkládají na mastné kyseliny a v případě potřeby se reesterifikují na tuky. Navíc s vyváženou stravou jsou zásoby energie a energetické požadavky vyvážené.

V minulosti však často existovaly fáze hladu, takže tělo muselo přijímat více energie ve formě jídla, když bylo příliš mnoho jídla, aby bylo možné ukládat tukové zásoby pro potřeby času. Totéž platí i dnes pro zvířata, která musí pro zimu přežít zimu. Syntéza mastných kyselin je pro ně velmi důležitá, protože jsou také závislé na potravinách bohatých na uhlohydráty, aby si vytvořily zásoby tuku.

Nemoci a nemoci

V souvislosti se zdravotními problémy hraje nadměrnou a nedostatečnou produkci mastných kyselin hlavní roli. Dnes se stále častěji vyskytují nemoci související se stravou. V době přebytku potravin se počet lidí s nadváhou nebo dokonce obézních stále více zvyšuje. V důsledku stravy s vysokým obsahem kalorií a sacharidů je v těle podporována syntéza mastných kyselin.

Biosyntéza mastných kyselin by dnes měla hrát jen podřízenou roli. Ale přejídání je běžné kvůli nadměrnému jídlu, stresu nebo problémům s duševním zdravím.

Výsledná obezita představuje pro zdravotnictví velké výzvy. Sekundární onemocnění jsou například diabetes mellitus, arterioskleróza, kardiovaskulární onemocnění, demence nebo jiná degenerativní onemocnění.

Tomuto trendu lze čelit pouze zdravým životním stylem s nízkým obsahem uhlohydrátů a fyzickou aktivitou. Kromě toho by spotřeba energie a spotřeba energie měla být opět v rovnováze.

Hormonální inzulín řídí absorpci glukózy do buněk za účelem výroby energie. Pokud se však spotřebuje méně energie, než se uvolňuje, je za zvýšení syntézy mastných kyselin zodpovědný inzulín. V tomto případě je glukóza směrována do tukových buněk, kde nová tvorba mastných kyselin začíná okamžitě.

Čím více je tuková tkáň naplněna tukem, tím méně se stává inzulin. Složité metabolické procesy snižují počet inzulínových receptorů na buněčných membránách. Výsledkem je zvýšení hladiny cukru v krvi a zvýšení produkce inzulínu, dokud úplně nezmizí. Syntéza mastných kyselin také zastaví. Ke generování energie se lipolýza v tukových buňkách zvyšuje se zvýšenou tvorbou ketonů, což nadměrně okysluje krev a může vést k diabetickému kómatu.