Sinteza maščobnih kislin: funkcija, vloga in bolezni

Sinteza maščobnih kislin vključuje večstopenjsko sintezo maščobne kisline z namenom shranjevanja energije v organizmu. Predstavlja le en del presnova maščob, ki pa je vključena v celoten metabolizem. V normalnih prehranskih pogojih je sinteza maščobnih kislin za ljudi manj pomembna, ker prehrana že vsebuje maščobe.

Kaj je sinteza maščobnih kislin?

Maščobne kisline se hranijo v esterificirani obliki kot maščobe ali olja v posebnih celicah, zasnovanih v ta namen. Sinteza maščobnih kislin je znana tudi pod znanstvenim imenom lipogeneza. Predstavlja anabolični, asimilativni presnovni proces, ki služi za shranjevanje zalog energije za organizem. To velja za bakterije gliv ter rastlin in živali. Osnova lipogeneze je prisotnost več pomembnih izhodnih spojin, vitamini in encimi. Osrednji položaj v sintezi zavzema malonil-CoA, ki nastane iz acetil-CoA s karboksilacijo (dodajanje ogljika dioksid) v encimskih pogojih. Acetil-CoA izvira iz različnih presnovnih poti. Pojavi se kot vmesni produkt med glikolizo (sladkorja presnovo), med razgradnjo maščobnih kislin ali med presnovo beljakovin. S pomočjo encimi (acetil-CoA karboksilaza, sintetaza maščobnih kislin), oddajniki energije (ATP, ADP) in vitamini (biotin, pantotensko kislino), nato se nadzira sinteza maščobnih kislin.

Funkcija in naloga

Za preživetje katerega koli organizma je shranjevanje energije zelo pomembno. Na začetku evolucije se je sinteza maščobnih kislin pojavila kot idealen način za shranjevanje energije. Maščobne kisline se hranijo v esterificirani obliki kot maščobe ali olja v posebnih celicah, zasnovanih v ta namen. Tudi drugi estri maščobnih kislin igrajo pomembno vlogo pri gradnji celičnih membran. Za proizvodnjo zalog energije, maščob kisline so esterificirani s trivalentom alkohol glicerol. V celičnih membranah se esterificirajo z fosfor-vsebujoče spojine. Poleg tega maščobna kisline predstavljajo osnovo za sintezo holesterol in različni hormoni (spolni hormoni, glukokortikoidi, mineralokortikoidi). Kemično predstavljajo dolgoverižne molekule z ogljika verigo in karboksilno skupino. Včasih je veriga razvejana. Dvojne vezi so lahko prisotne tudi v ogljika veriga od časa do časa. To so nato nenasičene maščobe kisline. Nasičene maščobne kisline vsebujejo le enojne vezi. Te majhne razlike v strukturi so odgovorne za veliko število možnih funkcij te skupine snovi. Njihova glavna naloga pa je shranjevanje energije. Izhodiščne snovi za sintezo maščobnih kislin nastajajo po vsaki presnovni poti. Tako ogljikovi hidrati, beljakovin in maščobe med razgradnjo vedno proizvajajo acetil-CoA kot vmesni produkt. V mitohondriji, acetil-CoA se razgradi na ogljikov dioksid in voda za proizvodnjo energije. Lahko pa se uporablja tudi v citoplazmi za sintezo novih maščobnih kislin. V ta namen se s pomočjo ATP pod karboksilacijo in energijo najprej pretvori v malonil-CoA in ADP. absorpcija. Malonyl-CoA nato pretvori encimsko kondenzacijo z acetil-ACP. Nastali butiril-ACP se ponovno kondenzira z malonil-CoA. Te kondenzacije se ponavljajo, dokler ne nastanejo maščobne kisline z dolžino verige do 16 atomov ogljika. V normalnih pogojih je sinteza maščobnih kislin pri ljudeh drugotnega pomena. To je med drugim posledica dejstva, da prehrana običajno vsebuje dovolj velik delež maščobe. Tako maščobe v prehrana se razgradijo v maščobne kisline in po potrebi esterificirajo nazaj v maščobo. Poleg tega je pri uravnoteženi prehrani uravnotežen tudi vnos energije in povpraševanje po energiji. V preteklosti pa so se pogosto pojavljala obdobja lakote, tako da je telo moralo v času odvečne oskrbe vzeti več energije v obliki hrane, da je lahko zaloge maščobe shranilo v času potrebe. Enako velja še danes za živali, ki morajo prezimovati, da preživijo zimo. Zanje ima sinteza maščobnih kislin velik pomen, ker so za ustvarjanje maščobnih zalog še dodatno odvisne od hrane, bogate z ogljikovimi hidrati.

Bolezni in bolezni

V kontekstu zdravje težave, tako prekomerna kot nezadostna tvorba maščobnih kislin igra pomembno vlogo. Danes so bolezni, povezane s prehrano, vse bolj pogoste, v času presežka hrane pa število prekomerno telesno težo ali celo debelih ljudi vedno več. Zaradi visoko kalorične in visokohidratne prehrane se v telesu poveča sinteza maščobnih kislin. Običajno bi morala imeti biosinteza maščobnih kislin danes le manjšo vlogo. Toda zaradi prekomerne oskrbe s hrano, stres ali psiholoških težav, ljudje pogosto pojedo preveč. Posledično debelost predstavlja velike izzive za EU zdravje sistem oskrbe. Posledične bolezni vključujejo sladkorna bolezen melitus, arterioskleroza, bolezni srca in ožilja, demenca ali druge degenerativne bolezni. Temu trendu se je mogoče izogniti le z zdravim načinom življenja z nizkohidratno prehrano in telesno vadbo. Poleg tega bi morali biti vnos energije in poraba energije spet v skladu ravnovesje. Hormon insulina nadzoruje prevzem glukoze v celice za proizvodnjo energije. Če pa se porabi manj energije, kot se sprosti, insulina je odgovoren za povečanje sinteze maščobnih kislin. V tem primeru je glukoze se usmeri v maščobne celice, kjer se takoj začne tvorba novih maščobnih kislin. Bolj ko je maščobno tkivo napolnjeno z maščobo, manj učinkovito insulina postane. Z zapletenimi presnovnimi procesi se število insulinskih receptorjev na celičnih membranah zmanjša. Rezultat je povečanje kri glukoze in povečanje proizvodnje insulina, dokler se po potrebi popolnoma ne ustavi. To tudi ustavi sintezo maščobnih kislin. Za proizvodnjo energije se lipoliza v maščobnih celicah stopnjuje s povečano tvorbo ketonskega telesa, kar povzroča kri da postanejo pretirani in morda vodi do diabetična koma.