Sinteza masne kiseline

Sinteza masne kiseline uključuje višestepenu sintezu masnih kiselina radi skladištenja energije u organizmu. Predstavlja samo dio metabolizma masti, koji je zauzvrat integriran u cjelokupni metabolizam. U normalnim prehrambenim uvjetima sinteza masnih kiselina je manje važna za ljude, jer prehrana već sadrži masti.

Što je sinteza masnih kiselina?

Sinteza masne kiseline poznata je i pod znanstvenim nazivom lipogeneza. Predstavlja anabolički, asimilacijski metabolički proces koji služi za spremanje energetskih rezervi za organizam. To se odnosi na bakterije i gljivice, kao i na biljke i životinje.

Lipogeneza se temelji na prisutnosti nekoliko važnih polaznih spojeva, vitamina i enzima. Malonil-CoA, koji nastaje iz acetil-CoA karboksilacijom (dodavanjem ugljičnog dioksida) u enzimatskim uvjetima, igra središnju ulogu u sintezi. Acetil-CoA dolazi iz različitih metaboličkih putova. Nastaje kao intermedijarni produkt u glikolizi (metabolizmu šećera), u razgradnji masnih kiselina ili u metabolizmu proteina. Uz pomoć enzima (acetil-CoA karboksilaza, sintetaza masnih kiselina), prijenosnika energije (ATP, ADP) i vitamina (biotin, pantotenska kiselina) kontrolira se sinteza masnih kiselina.

Funkcija i zadatak

Skladištenje energije vrlo je važno za opstanak bilo kojeg organizma. Sinteza masne kiseline pojavila se kao idealan način skladištenja energije u ranoj fazi evolucije. Masne kiseline se pohranjuju u esterificiranom obliku kao masti ili ulja u određenim stanicama predviđenim za tu svrhu. Ostali esteri masnih kiselina također su od velike važnosti u izgradnji staničnih membrana.

Za proizvodnju uređaja za skladištenje energije, masne kiseline se esterificiraju s trihidričnim alkoholnim glicerolom. Esterificirani su spojevima koji sadrže fosfor u staničnim membranama. Nadalje, masne kiseline čine osnovu za sintezu kolesterola i različitih hormona (spolni hormoni, glukokortikoidi, mineralokortikoidi).

Kemijski predstavljaju molekule dugog lanca s ugljikovim lancem i karboksilnom skupinom, a ponekad se i razgranati lanac. Povremeno se u ugljikovom lancu mogu pojaviti i dvostruke veze. Tada su to nezasićene masne kiseline. Zasićene masne kiseline sadrže samo jednostruke veze.

Ove male strukturne razlike odgovorne su za mnoštvo mogućih funkcija ove skupine tvari. Međutim, njihova je glavna funkcija skladištenje energije. Polazne tvari za sintezu masnih kiselina proizvode se kroz svaki metabolički put. Acetil-CoA nastaje uvijek kao intermedijarni proizvod ugljikohidrata, proteina i masti kad se razgrade. U mitohondrijama se acetil-CoA razgrađuje na ugljični dioksid i vodu, istovremeno stvarajući energiju.

Međutim, može se koristiti i u citoplazmi za novu sintezu masnih kiselina. Da bi se to postiglo, prvo se pretvara u malonil-CoA i ADP uz pomoć ATP-a, uz karboksilaciju i apsorpciju energije. Malonil-CoA zauzvrat podliježe enzimskoj kondenzaciji s acetil-ACP. Rezultirajući butiril-ACP ponovo se kondenzira s malonil-CoA. Te se kondenzacije ponavljaju sve dok se ne stvore masne kiseline s dužinom lanca do 16 atoma ugljika.

U normalnim uvjetima, sinteza masnih kiselina je od manjeg značaja za ljude. Jedan od razloga za to je što hrana obično sadrži dovoljno veliki udio masti. Na taj se način masti prisutne u hrani razgrađuju na masne kiseline i po potrebi se ponovno esterificiraju u masti. Nadalje, uravnoteženom prehranom uravnotežuju se opskrba energijom i potrebe za energijom.

U prošlosti su, međutim, često postojale faze gladi, tako da je tijelo moralo unositi više energije u obliku hrane kada je bilo previše hrane kako bi skladištilo zalihe masti za vrijeme potrebe. Isto vrijedi i danas za životinje koje moraju hibernirati da bi preživjele zimu. Za njih je od velike važnosti sinteza masnih kiselina, jer oni ovise i o hrani bogatoj ugljikohidratima za stvaranje masnih rezervi.

Bolesti i bolesti

U vezi sa zdravstvenim problemima, pretjerana i nedovoljna proizvodnja masnih kiselina igraju glavnu ulogu. Danas su bolesti povezane s prehranom sve češće. U vrijeme viška hrane sve se više povećava broj prekomjerne težine ili čak pretilih. Kao rezultat visoke kalorične i visoko ugljikohidratne prehrane, u tijelu se pojačava sinteza masnih kiselina.

Obično bi biosinteza masnih kiselina danas trebala igrati samo podređenu ulogu. No, prejedanje je uobičajeno zbog prekomjerne hrane, stresa ili problema s mentalnim zdravljem.

Na kraju nastala pretilost glavni su izazovi za zdravstveni sektor. Sekundarne bolesti su na primjer dijabetes melitus, arterioskleroza, kardiovaskularne bolesti, demencija ili druge degenerativne bolesti.

Ovom se trendu može suzbiti samo zdravim načinom života s hranom s malo ugljikohidrata i fizičkom aktivnošću. Osim toga, potrošnja i potrošnja energije ponovno bi trebali biti u ravnoteži.

Hormon inzulin kontrolira apsorpciju glukoze u stanice za proizvodnju energije. Međutim, kada se troši manje energije nego što se daje, inzulin je odgovoran za pojačavanje sinteze masnih kiselina. U tom se slučaju glukoza kanalizira u masne stanice, gdje odmah započinje novo nastajanje masnih kiselina.

Što se više masno tkivo napuni masnoćom, inzulin postaje manje učinkovit. Komplicirani metabolički procesi smanjuju broj inzulinskih receptora na staničnim membranama. Rezultat je porast razine šećera u krvi i porast proizvodnje inzulina dok on ne prestane u potpunosti. Zaustavlja se i sinteza masnih kiselina. Da bi se stvorila energija, lipoliza u masnim stanicama povećava se s povećanim tvorbom ketona, što pretjerano zakiseli krv i može dovesti do dijabetičke kome.