Anatomie a Fyziologie II (Čeština)

Tuky (nebo triglyceridů) v těle jsou požité jako potrava nebo syntetizovaný adipocyty nebo hepatocyty ze sacharidových prekurzorů., Metabolismus lipidů znamená oxidaci mastných kyselin, aby buď generovala energii, nebo syntetizovala nové lipidy z menších molekul. Metabolismus lipidů je spojen s metabolismem uhlohydrátů, protože produkty glukózy (jako je acetyl CoA) mohou být přeměněny na lipidy.

Obrázek 1. Molekula triglyceridů (a) se rozkládá na monoglycerid (b).,

metabolismus Lipidů začíná ve střevě, kde požití triglyceridy jsou rozděleny na menší řetězce mastných kyselin a následně do monoglycerické molekul pomocí pankreatické lipázy, enzymy, které rozkládají tuky poté, co jsou emulgované pomocí solí žlučových kyselin. Když jídlo dosáhne tenkého střeva ve formě chřipky, trávicí hormon nazývaný cholecystokinin (CCK) se uvolňuje střevními buňkami ve střevní sliznici., CCK stimuluje uvolňování pankreatické lipázy z pankreatu a stimuluje kontrakci žlučníku k uvolnění uložených žlučových solí do střeva. CCK také cestuje do mozku, kde může působit jako potlačující hlad.

Obrázek 2. Chylomikrony obsahují triglyceridy, molekuly cholesterolu a další apolipoproteiny (proteinové molekuly)., Fungují tak, že přenášejí tyto molekuly nerozpustné ve vodě ze střeva, lymfatickým systémem a do krevního řečiště, které přenáší lipidy do tukové tkáně pro skladování.

společně pankreatické lipázy a žlučové soli rozkládají triglyceridy na volné mastné kyseliny. Tyto mastné kyseliny mohou být transportovány přes střevní membránu. Jakmile však překročí membránu, rekombinují se, aby znovu vytvořily molekuly triglyceridů., Ve střevních buňkách jsou tyto triglyceridy baleny spolu s molekulami cholesterolu ve fosfolipidových váčcích nazývaných chylomikrony. Chylomikrony umožňují pohyb tuků a cholesterolu ve vodném prostředí vašeho lymfatického a oběhového systému. Chylomikrony opouštějí enterocyty exocytózou a vstupují do lymfatického systému prostřednictvím lakteálů ve vilách střeva. Z lymfatického systému jsou chylomikrony transportovány do oběhového systému., Jednou v oběhu, mohou buď jít do jater nebo být uloženy v tukových buňkách (adipocyty), které tvoří tukové (tuku) tkáně po celém těle.

lipolýza

pro získání energie z tuku musí být triglyceridy nejprve rozloženy hydrolýzou na jejich dvě hlavní složky, mastné kyseliny a glycerol. Tento proces, nazývaný lipolýza, probíhá v cytoplazmě. Výsledné mastné kyseliny jsou oxidovány β-oxidací na acetyl CoA, který je používán Krebsovým cyklem., Glycerol, který se uvolňuje z triglyceridů po lipolýze, přímo vstupuje do glykolýzy jako DHAP. Protože jeden triglyceridů molekuly výnosy tři mastné kyseliny molekuly s tolik jako 16 nebo více atomů uhlíku v každé z nich, tukové molekuly se získá více energie než sacharidy a jsou důležitým zdrojem energie pro lidské tělo. Triglyceridy poskytují více než dvojnásobek energie na jednotku hmotnosti ve srovnání se sacharidy a bílkovinami. Proto, když jsou hladiny glukózy nízké, triglyceridy mohou být přeměněny na molekuly acetyl CoA a použity k vytvoření ATP aerobním dýcháním.,

rozpad mastných kyselin, nazývaný oxidace mastných kyselin nebo beta (β)-oxidace, začíná v cytoplazmě, kde se mastné kyseliny přeměňují na molekuly mastných acyl CoA. Tento fatty acyl CoA se spojuje s karnitin vytvořit fatty acyl karnitin molekula, která pomáhá transportovat mastné kyseliny přes mitochondriální membránu. Jakmile je uvnitř mitochondriální matrice, molekula mastného acyl karnitinu se převede zpět na mastný acyl CoA a poté na acetyl CoA., Nově vytvořený acetyl CoA vstupuje do Krebsova cyklu a používá se k výrobě ATP stejným způsobem jako acetyl CoA odvozený z pyruvátu.

obrázek 3. Klikněte pro větší obrázek. Během oxidace mastných kyselin mohou být triglyceridy rozděleny na molekuly acetyl CoA a použity pro energii, když jsou hladiny glukózy nízké.

Ketogeneze

Pokud nadměrné acetyl-CoA je vytvořen z oxidace mastných kyselin a Krebsův cyklus je přetížen a nezvládá to, acetyl-CoA, který je zneužíván k vytváření ketolátek., Tato ketonová těla mohou sloužit jako zdroj paliva, pokud jsou hladiny glukózy v těle příliš nízké. Ketony slouží jako palivo v době prodlouženého hladovění nebo když pacienti trpí nekontrolovaným diabetem a nemohou využít většinu cirkulující glukózy. V obou případech jsou tukové zásoby osvobozeny, aby vytvářely energii prostřednictvím Krebsova cyklu a generují ketonová těla, když se hromadí příliš mnoho acetyl CoA.

v této syntéze ketonu se přebytek acetyl CoA převede na hydroxymethylglutaryl CoA (HMG CoA)., HMG CoA je prekurzorem cholesterolu a je meziproduktem, který je následně přeměněn na β-hydroxybutyrát, primární ketonové tělo v krvi.

obrázek 4. Přebytek acetyl CoA je odkloněn od Krebsova cyklu k ketogenezi. Tato reakce se vyskytuje v mitochondriích jaterních buněk. Výsledkem je produkce β-hydroxybutyrátu, primárního ketonového těla nalezeného v krvi.,

oxidace ketonového těla

orgány, které byly klasicky považovány za závislé pouze na glukóze, jako je mozek, mohou skutečně použít ketony jako alternativní zdroj energie. To udržuje fungování mozku, když je glukóza omezená. Když jsou ketony vyráběny rychleji, než mohou být použity, mohou být rozděleny na CO2 a aceton. Aceton je odstraněn výdechem. Jedním z příznaků ketogeneze je, že pacientův dech voní sladce jako alkohol. Tento účinek poskytuje jeden způsob, jak zjistit, zda diabetik správně kontroluje onemocnění., Oxidu uhličitého může okyselují krev, což vede k diabetické ketoacidóze, nebezpečný stav u diabetiků.

ketony oxidují za vzniku energie pro mozek. beta (β)-hydroxybutyrát se oxiduje na acetoacetát a NADH se uvolňuje. K acetoacetátu se přidá molekula HS-CoA, která tvoří acetoacetyl CoA. Uhlík uvnitř acetoacetyl CoA, který není vázán na CoA, se pak oddělí a rozdělí molekulu na dvě. Tento uhlík se pak připojí k jinému volnému HS-CoA, což má za následek dvě molekuly acetyl CoA., Tyto dvě molekuly acetyl CoA se pak zpracovávají Krebsovým cyklem, aby se vytvořila energie.

obrázek 5. Když glukózy je omezená, ketolátek může být oxiduje za vzniku acetyl-CoA, aby být použit v Krebsově cyklu k výrobě energie.

Lipogenezí

Když hladina glukózy v krvi je dostatek, nadbytek acetyl-CoA generované glykolýzy mohou být převedeny na mastné kyseliny, triglyceridy, cholesterol, steroidy a žlučové soli., Tento proces, nazvaný lipogenesis, vytváří lipidů (tuků) z acetyl-CoA a probíhá v cytoplazmě adipocytů (tukových buněk) a hepatocytech (jaterní buňky). Když jíte více glukózy nebo sacharidů, než vaše tělo potřebuje, váš systém používá acetyl CoA k přeměně přebytku na tuk. Ačkoli existuje několik metabolických zdrojů acetyl CoA, je nejčastěji odvozen od glykolýzy. Dostupnost acetylcoa je významná, protože iniciuje lipogenezi., Lipogenezí začíná s acetyl-CoA a zálohy následným přidáním dvou atomů uhlíku z jiného acetyl CoA; tento proces se opakuje, dokud mastné kyseliny jsou vhodné délky. Protože se jedná o anabolický proces vytvářející vazby, spotřebuje se ATP. Tvorba triglyceridů a lipidů je však účinným způsobem ukládání energie dostupné v sacharidech. Triglyceridy a lipidy, molekuly s vysokou energií, jsou uloženy v tukové tkáni, dokud nejsou potřebné.,

přestože se lipogeneze vyskytuje v cytoplazmě, potřebný acetyl CoA je vytvořen v mitochondriích a nemůže být transportován přes mitochondriální membránu. K vyřešení tohoto problému je pyruvát přeměněn jak na oxaloacetát, tak na acetyl CoA. Pro tyto konverze jsou vyžadovány dva různé enzymy. Oxaloacetát se vytváří působením pyruvátkarboxylázy, zatímco působení pyruvátdehydrogenázy vytváří acetyl CoA. Oxaloacetát a acetyl CoA se kombinují za vzniku citrátu, který může překročit mitochondriální membránu a vstoupit do cytoplazmy., V cytoplazmě se citrát převede zpět na oxaloacetát a acetyl CoA. Oxaloacetát se převede na malát a pak na pyruvát. Pyruvát přechází zpět přes mitochondriální membránu a čeká na další cyklus lipogeneze. Acetyl CoA se přeměňuje na malonyl CoA, který se používá k syntéze mastných kyselin. Obrázek 6 shrnuje cesty metabolismu lipidů.

obrázek 6. Lipidy mohou během metabolismu sledovat jednu z několika cest. Glycerol a mastné kyseliny sledují různé cesty.,

přehled kapitol

lipidy jsou tělu dostupné ze tří zdrojů. Mohou být požívány ve stravě, uloženy v tukové tkáni těla nebo syntetizovány v játrech. Tuky přijímané ve stravě jsou tráveny v tenkém střevě. Triglyceridy jsou rozděleny na monoglyceridy a volné mastné kyseliny, pak se dovážejí přes střevní sliznici. Jakmile jsou triglyceridy resyntetizovány a transportovány do jater nebo tukové tkáně., Mastné kyseliny se oxidují mastnou kyselinou nebo β-oxidací na molekuly acetyl-CoA se dvěma uhlíky, které pak mohou vstoupit do Krebsova cyklu za vzniku ATP. Pokud je vytvořen přebytek acetyl CoA a přetíží kapacitu Krebsova cyklu, může být acetyl CoA použit k syntéze ketonových těl. Pokud je glukóza omezená, mohou být ketonová těla oxidována a použita k palivu. Přebytek acetyl CoA generovaný nadměrným požitím glukózy nebo uhlohydrátů může být použit pro syntézu mastných kyselin nebo lipogenezi. Acetyl CoA se používá k vytváření lipidů, triglyceridů, steroidních hormonů, cholesterolu a žlučových solí., Lipolýza je rozpad triglyceridů na glycerol a mastné kyseliny, což jim usnadňuje zpracování těla.

Vlastní kontrola

odpovězte na níže uvedenou otázku, abyste zjistili, jak dobře rozumíte tématům uvedeným v předchozí části.