تكوين الدهون: الخصائص والوظائف وردود الفعل والتنظيم

التكوّن الشحمي هو المسار الأيضي الرئيسي الذي يتم من خلاله تصنيع الأحماض الدهنية طويلة السلسلة من الكربوهيدرات المستهلكة الزائدة في النظام الغذائي. يمكن دمج هذه الأحماض الدهنية في الدهون الثلاثية عن طريق تثبيتها على جزيئات الجلسرين.

في ظل الظروف العادية ، يحدث تكوين الدهون في الكبد والأنسجة الدهنية ويعتبر أحد المساهمين الرئيسيين في الحفاظ على توازن الدهون الثلاثية في مصل الدم.

الدهون الثلاثية هي المستودع الرئيسي للطاقة 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 الجليسرول المنطلق كركيزة لمسار جلوكوني المنشأ ويمكن نقل الأحماض الدهنية إلى مقصورات أخرى مركبة مع مصل الزلال.

يتم التقاط هذه الأحماض الدهنية بواسطة جميع الأنسجة تقريبًا باستثناء الدماغ والكريات الحمراء ، ثم يتم تقديرها إلى ثلاثي الجلسرين مرة أخرى لتتأكسد كوقود أو يتم تخزينها كاحتياطي للطاقة.

الوجبات الغذائية الغنية بالدهون هي السبب الرئيسي للسمنة ، حيث يجب تخزين الزائدة من السعرات الحرارية ويجب توسيع الأنسجة الدهنية لاستيعاب كل من الدهون التي يتم تناولها الزائدة وتلك التي يتم تصنيعها داخليًا.

الخصائص والوظائف

في الجسم البشري ، على سبيل المثال ، تنشأ الأحماض الدهنية إما من عمليات التخليق الحيوي من أسيتيل COA أو كمنتج للمعالجة المائية للدهون و phospholipids الغشائي.

العديد من الثدييات غير قادرة على تصنيع بعض الأحماض الدهنية ، مما يجعلها مكونات أساسية لنظامهم الغذائي.

تتمثل الوظيفة الرئيسية لتكوين الدهون في تخزين الطاقة في شكل دهون (الدهون) التي تحدث عند استهلاك كمية أكبر من الكربوهيدرات مما يحتاجه الجسم ، متجاوزة حتى قدرات تخزين الجليكوجين في الكبد.

يتم تخزين الدهون التي يتم تصنيعها بواسطة هذا الطريق في الأنسجة الدهنية البيضاء ، وهي موقع التخزين الرئيسي للدهون في الجسم.

في جميع خلايا الجسم ، يحدث تكوين الدهون ، ومع ذلك ، فإن الأنسجة الدهنية والكبد هي المواقع الرئيسية للتوليف. يحدث هذا المسار في السيتوبلازم الخلوي ، في حين يحدث أكسدة الأحماض الدهنية في مقصورات الميتوكوندريا.

يتبع التوليف الشحمي والتوليف اللاحق للدهون الثلاثية تخليق وإفراز جزيئات البروتين الدهني منخفض الكثافة للغاية والمعروفة باسم جزيئات البروتين الدهني منخفض الكثافة (VLDL) ، والتي تكون قادرة على دخول مجرى الدم.

يمكن تحلل كل من جزيئات VLDL والدهون الثلاثية في الشعيرات الدموية للأنسجة الخارجة عن الكبد ، وخاصة في الأنسجة العضلية والدهنية من أجل إطلاق الطاقة أو تخزينها.

ردود الفعل

يتم تعديل تدفق ذرات الكربون من الجلوكوز الموجود في الكربوهيدرات إلى الأحماض الدهنية عن طريق تكوين الشحم ويتضمن سلسلة من التفاعلات الأنزيمية المنسقة تمامًا.

1-المسار سكريات في السيتوسول من الخلايا هي المسؤولة عن معالجة الجلوكوز الذي يدخل من مجرى الدم لإنتاج البيروفات ، والتي يتم تحويلها إلى أستيل ، CoA ، قادرة على دخول دورة كريبس في الميتوكوندريا ، حيث يتم إنتاج السيترات .

2 - تتمثل الخطوة الأولى من المسار الشحمي في تحويل السيترات التي تترك الميتوكوندريا في أسيتيل COA عن طريق عمل إنزيم يعرف باسم لياز ATP- سيترات (ACLY).

3- أسيتيل COA الناتج هو كربوكسيل لتشكيل malonyl-CoA ، وهو تفاعل تحفزه كربوكسيلاز الأسيتيل (ACACA).

4 - التفاعل الثالث هو رد الفعل الذي يفرض خطوة الحد من المسار بأكمله ، وهو أبطأ رد فعل ، ويتكون من تحويل malonyl-CoA إلى التحلل بواسطة إنزيم الحمض الدهني سينسيز (FAS).

5 - تساعد التفاعلات الأخرى في اتجاه المصب في تحويل palmitate إلى أحماض دهنية أخرى أكثر تعقيدًا ، ومع ذلك ، فإن palmitate هو المنتج الرئيسي لتكوين الأكسدة الدهنية.

تخليق الأحماض الدهنية

يبدأ تخليق الأحماض الدهنية في الثدييات بمركب إنزيم الأحماض الدهنية (FAS) ، وهو مركب متعدد الوظائف ومتعدد الأميرات في العصارة الخلوية يقوم بتخليق بالميتيت (حمض دهني مشبع مكون من 16 كربون). بالنسبة إلى هذا التفاعل ، يستخدم ، كما ذكرنا سابقًا ، malonyl-CoA كمانح للكربون و NADPH كعامل مساعد.

وحدات فرعية من homodimer FAS تحفيز التوليف واستطالة الأحماض الدهنية اثنين من ذرات الكربون في وقت واحد. تحتوي هذه الوحدات الفرعية على ستة أنشطة إنزيمية مختلفة: الأسيتيل الترانسفيز ، سينزاس B- كيتو أسيل ، ترانسفيراز مالونيل ، ب اختزال إنزيم B-ketoacyl ، ب-هيدروكسي أكيل ديهيدراتاز وإنويول ميكتاز.

أفراد مختلفون من عائلة بروتينات الاستطالة للأحماض الدهنية طويلة السلسلة (Elovl) مسؤولون عن استطالة الأحماض الدهنية التي تنتجها FAS. المصب هي الإنزيمات الأخرى المسؤولة عن إدخال الروابط المزدوجة (التشبع) في سلاسل الأحماض الدهنية.

تنظيم

ترتبط العديد من الحالات المرضية الفيزيولوجية المرضية بالتنظيم المعيب للمسار الشحمي ، نظرًا لأن المخالفات فيه تقاطع توازن الدهون في الجسم.

إن اتباع نظام غذائي غني بالكربوهيدرات ينشط تكوين الدهون في الكبد ، ولكن ثبت أنه ليس فقط كمية الكربوهيدرات التي يتم بلعها ، ولكن أيضًا نوع الكربوهيدرات.

تُظهر البيانات التجريبية ، على سبيل المثال ، أن السكريات البسيطة مثل الفركتوز لها تأثيرات أكثر فاعلية على تنشيط تكوين الكبد الشحمي مقارنة بالكربوهيدرات الأخرى الأكثر تعقيدًا.

يمثل استقلاب الجلوكوز عن طريق مسار السكر مصدرًا كبيرًا للكربون لتخليق الأحماض الدهنية.

بالإضافة إلى ذلك ، يحفز الجلوكوز التعبير عن الإنزيمات المشاركة في المسار الشحمي عن طريق البروتينات الملزمة لعناصر الاستجابة للكربوهيدرات.

تحفز مستويات الجلوكوز في الدم أيضًا التعبير عن هذه الإنزيمات عن طريق تحفيز إفراز الأنسولين وتثبيط إطلاق الجلوكاجون في البنكرياس. يتم التحكم في هذا التأثير عن طريق البروتين الملزم للعنصر التنظيمي sterol 1 (SREBP-1) في خلايا الكبد والخلايا الشحمية.

ترتبط المسارات التنظيمية الأخرى كثيرًا بنظام الغدد الصماء والهرمونات المختلفة المرتبطة بشكل غير مباشر بالتعبير عن العديد من الإنزيمات الشحمية.