Anatomi og Fysiologi II (Dansk)

Fedtstoffer (eller triglycerider) i kroppen indtages som fødevarer eller syntetiseret af adipocytter eller leverceller fra kulhydrat prækursorer., Lipidmetabolisme indebærer o .idation af fedtsyrer til enten at generere energi eller syntetisere nye lipider fra mindre bestanddele molekyler. Lipidmetabolisme er forbundet med kulhydratmetabolisme, da produkter af glucose (såsom acetyl CoA) kan omdannes til lipider.

Figur 1. Et triglyceridmolekyle (a) bryder ned i et monoglycerid (B).,

Lipid metabolisme begynder i tarmen, hvor indtaget triglycerider er brudt ned i mindre kæde fedtsyrer og efterfølgende i monoglyceride molekyler af pancreas lipases, enzymer som nedbryder fedtstoffer, efter at de er emulgeret af galdesalte. Når mad når tyndtarmen i form af chyme, frigives et fordøjelseshormon kaldet cholecystokinin (CCK) af tarmceller i tarmslimhinden., CCK stimulerer frigivelsen af pancreas lipase fra bugspytkirtlen og stimulerer sammentrækningen af galdeblæren for at frigive lagrede galdesalte i tarmen. CCK rejser også til hjernen, hvor det kan fungere som et sultundertrykkende middel.

Figur 2. Chylomicroner indeholder triglycerider, kolesterolmolekyler og andre apolipoproteiner (proteinmolekyler)., De fungerer til at bære disse vanduopløselige molekyler fra tarmen, gennem lymfesystemet og ind i blodbanen, der bærer lipider til fedtvæv til opbevaring.

sammen nedbryder bugspytkirtellipaser og galdesalte triglycerider til frie fedtsyrer. Disse fedtsyrer kan transporteres over tarmmembranen. Når de først krydser membranen, rekombineres de til igen at danne triglyceridmolekyler., I tarmcellerne pakkes disse triglycerider sammen med kolesterolmolekyler i phospholipidvesikler kaldet chylomicroner. Chylomicronerne gør det muligt for fedt og kolesterol at bevæge sig i det vandige miljø i dine lymfatiske og kredsløbssystemer. Chylomicroner forlader enterocytterne ved e .ocytose og trænger ind i lymfesystemet via laktealer i tarmens villi. Fra lymfesystemet transporteres chylomicronerne til kredsløbssystemet., Når de først er i cirkulationen, kan de enten gå til leveren eller opbevares i fedtceller (adipocytter), der omfatter fedtvæv (fedt), der findes i hele kroppen.

lipolyse

for at opnå energi fra fedt skal triglycerider først nedbrydes ved hydrolyse til deres to hovedkomponenter, fedtsyrer og glycerol. Denne proces, kaldet lipolyse, finder sted i cytoplasmaet. De resulterende fedtsyrer o .ideres ved β-O .idation i acetyl CoA, som anvendes af Krebs-cyklussen., Glycerolen, der frigives fra triglycerider efter lipolyse, går direkte ind i glycolysevejen som dhap. Fordi man triglycerid molekyle, der giver tre fedtsyre molekyler med så meget som 16 eller flere kulstofatomer i hvert fat molekyler, give mere energi, end kulhydrater og er en vigtig energikilde for den menneskelige krop. Triglycerider giver mere end dobbelt så stor energi pr. Derfor, når glukoseniveauer er lave, kan triglycerider omdannes til acetyl CoA-molekyler og bruges til at generere ATP gennem aerob respiration.,

fordeling af fedtsyrer, kaldet fedtsyre oxidation eller beta (β)-oxidation, begynder i cytoplasmaet, hvor fedtsyrer omdannes til fedt acyl CoA molekyler. Denne fede acyl CoA kombinerer med carnitin for at skabe et fedtholdigt acylcarnitinmolekyle, som hjælper med at transportere fedtsyren over mitokondriemembranen. Når det er inde i mitokondriematri .en, omdannes det fede acylcarnitinmolekyle tilbage til fedt acyl CoA og derefter til acetyl CoA., Den nydannede acetyl CoA kommer ind i Krebs-cyklussen og bruges til at producere ATP på samme måde som acetyl CoA afledt af pyruvat.

Figur 3. Klik for større billede. Under fedtsyreo .idation kan triglycerider opdeles i acetyl CoA-molekyler og bruges til energi, når glukoseniveauerne er lave.

ketogenese

Hvis der dannes overdreven acetyl CoA fra O .idationen af fedtsyrer, og Krebs-cyklussen er overbelastet og ikke kan håndtere den, omdirigeres acetyl CoA for at skabe ketonlegemer., Disse ketonlegemer kan tjene som brændstofkilde, hvis glukoseniveauet er for lavt i kroppen. Ketoner tjener som brændstof i tider med langvarig sult, eller når patienter lider af ukontrolleret diabetes og ikke kan udnytte det meste af den cirkulerende glukose. I begge tilfælde frigøres fedtbutikker for at generere energi gennem Krebs-cyklussen og vil generere ketonlegemer, når der ophobes for meget acetyl CoA.

i denne ketonsyntesereaktion omdannes overskydende acetyl CoA til hydro .ymethylglutaryl CoA (HMG CoA)., HMG-CoA er en forløber for kolesterol og er et mellemprodukt, som efterfølgende omdannes til β-hydroxybutyrat, den primære keton krop i blodet.

Figur 4. Overskydende acetyl CoA omdirigeres fra Krebs-cyklussen til ketogenesevejen. Denne reaktion forekommer i mitokondrier af leverceller. Resultatet er produktionen af β-hydro .ybutyrat, det primære ketonlegeme, der findes i blodet.,

keton krop O .idation

organer, der klassisk er blevet antaget at være afhængige udelukkende af glukose, såsom hjernen, kan faktisk bruge ketoner som en alternativ energikilde. Dette holder hjernen fungerer, når glukose er begrænset. Når ketoner produceres hurtigere, end de kan bruges, kan de opdeles i CO2 og acetone. Acetonen fjernes ved udånding. Et symptom på ketogenese er, at patientens ånde lugter sød som alkohol. Denne effekt giver en måde at fortælle, om en diabetiker kontrollerer sygdommen korrekt., Det producerede kuldio .id kan syrne blodet, hvilket fører til diabetisk ketoacidose, en farlig tilstand hos diabetikere.

Ketoner o .iderer for at producere energi til hjernen. beta ())-hydro .ybutyrat o .ideres til acetoacetat, og NADH frigives. Et HS-CoA-molekyle sættes til acetoacetat, der danner acetoacetyl CoA. Carbon i acetoacetyl CoA, der ikke er bundet til CoA derefter løsner, opdeling molekylet i to. Dette kulstof bindes derefter til en anden fri HS-CoA, hvilket resulterer i to acetyl CoA-molekyler., Disse to acetyl CoA-molekyler behandles derefter gennem Krebs-cyklussen for at generere energi.

Figur 5. Når glukose er begrænset, kan ketonlegemer o .ideres for at producere acetyl CoA, der skal bruges i Krebs-cyklussen for at generere energi.

lipogenese

Når glucoseniveauer er rigelige, kan overskydende acetyl CoA genereret ved glycolyse omdannes til fedtsyrer, triglycerider, kolesterol, steroider og galdesalte., Denne proces, kaldet lipogenese, skaber lipider (fedt) fra acetyl CoA og finder sted i cytoplasmaet af adipocytter (fedtceller) og hepatocytter (leverceller). Når du spiser mere glukose eller kulhydrater, end din krop har brug for, bruger dit system acetyl CoA til at omdanne overskydende til fedt. Selvom der er flere metaboliske kilder til acetyl CoA, er det oftest afledt af glycolyse. Acetyl CoA tilgængelighed er signifikant, fordi den initierer lipogenese., Lipogenese begynder med acetyl CoA og forløber ved den efterfølgende tilsætning af to carbonatomer fra en anden acetyl CoA; denne proces gentages, indtil fedtsyrer er den passende længde. Fordi dette er en obligationsskabende anabolsk proces, forbruges ATP. Oprettelsen af triglycerider og lipider er imidlertid en effektiv måde at opbevare den energi, der er tilgængelig i kulhydrater. Triglycerider og lipider, højenergimolekyler, opbevares i fedtvæv, indtil de er nødvendige.,

selvom lipogenese forekommer i cytoplasmaet, skabes den nødvendige acetyl CoA i mitokondrierne og kan ikke transporteres over mitokondriemembranen. For at løse dette problem omdannes pyruvat til både o .aloacetat og acetyl CoA. To forskellige en .ymer er nødvendige for disse konverteringer. O .aloacetat dannes via virkningen af pyruvatcarbo .ylase, hvorimod virkningen af pyruvatdehydrogenase skaber acetyl CoA. O .aloacetat og acetyl CoA kombineres for at danne citrat, som kan krydse mitokondriemembranen og komme ind i cytoplasmaet., I cytoplasmaet omdannes citrat tilbage til O .aloacetat og acetyl CoA. O .aloacetat omdannes til malat og derefter til pyruvat. Pyruvat krydser tilbage over mitokondriemembranen for at vente på den næste cyklus af lipogenese. Acetyl CoA omdannes til malonyl CoA, der bruges til at syntetisere fedtsyrer. Figur 6 opsummerer veje for lipidmetabolisme.

Figur 6. Lipider kan følge en af flere veje under stofskiftet. Glycerol og fedtsyrer følger forskellige veje.,

Kapitelanmeldelse

lipider er tilgængelige for kroppen fra tre kilder. De kan indtages i kosten, opbevares i kroppens fedtvæv eller syntetiseres i leveren. Fedtstoffer, der indtages i kosten, fordøjes i tyndtarmen. Triglyceriderne opdeles i monoglycerider og frie fedtsyrer, der derefter importeres over tarmslimhinden. Når triglyceriderne er over, resyntetiseres og transporteres til leveren eller fedtvævet., Fedtsyrer o .ideres gennem fedtsyre eller β-O .idation i to-carbon acetyl CoA-molekyler, som derefter kan komme ind i Krebs-cyklussen for at generere ATP. Hvis der skabes overskydende acetyl CoA og overbelaster Krebs-cyklusens kapacitet, kan acetyl CoA bruges til at syntetisere ketonlegemer. Når glukose er begrænset, kan ketonlegemer o .ideres og bruges til brændstof. Overskydende acetyl CoA genereret fra overskydende glukose eller kulhydratindtagelse kan bruges til fedtsyresyntese eller lipogenese. Acetyl CoA bruges til at skabe lipider, triglycerider, steroidhormoner, kolesterol og galdesalte., Lipolyse er nedbrydning af triglycerider i glycerol og fedtsyrer, hvilket gør dem lettere for kroppen at behandle.

selvkontrol

svar på spørgsmålet(erne) nedenfor for at se, hvor godt du forstår emnerne i det foregående afsnit.