SPALANIE KWASÓW

TŁUSZCZOWYCH

NIEPARZYSTYCH I

ROZGAŁĘZIONYCH

Autor : Bartłomiej Stanula



Utlenianie kwasów tłuszczowych w

mitochondriach prowadzi do wytworzenia dużej

ilości ATP - w procesie nazywanym Beta-

oksydacją kwasy tłuszczowe są rozkładane do

wielu cząsteczek acetylo-CoA, który jest

następnie utleniany w cyklu kwasu cytrynowego

dostarczając kolejnych ATP .



Każda runda utleniania kwasów tłuszczowych

przebiega z udziałem pochodnych acylo-CoA ,

jest katalizowana przez kilka enzymów, zachodzi

z wykorzystaniem NAD+ i FAD jako koenzymów.



Jest to proces aerobowy (wymaga obecności

tlenu)



Kwasy tłuszczowe są transportowane we krwi w postaci wolnych kwasów

tłuszczowych .



Wolne kwasy tłuszczowe (WKT ; FFA, free fatty acids) , określane również jako NEFA

(nonesterified fatty acids) to kwasy tłuszczowe występujące w postaci

niezestryfikowanej .



Kwasy tłuszczowe o dłuższych łańcuchach tworzą kompleksy z albuminą, w

komórce natomiast związane są z białkiem wiążącym kwasy tłuszczowe .



Kwasy tłuszczowe o krótkich łańcuchach są lepiej rozpuszczalne w wodzie i mogą

występować w formie niezjonizowanej lub w postaci anionów .

AKTYWACJA KWASÓW TŁUSZCZOWYCH



Kwasy tłuszczowe przed wprowadzeniem w szlaki przemian katabolicznych muszą

zostać przekształcone do inermediatów.



Jest to jedyny etap w rozkładu kwasów tłuszczowych który wymaga dostarczenia

energii w postaci ATP .

ROLA KARNITYNY W TRANSPORCIE

DŁUGOŁAŃCUCHOWYCH KWASÓW TŁUSZCZOWYCH PRZEZ

WEWNĘTRZNĄ BŁONĘ MITOCHONDRIALNĄ

W systemie transportu aktywnych acyli przez karnitynę

uczestniczą:

o

Palmitoilo-transferaza karnitynowa I (CPT I)

o

Palmitoilo-transferaza karnitynowa II (CPT II)

o

Translokaza karnityna-acylo-karnityna

CPT I występują w zewnętrznej błonie mitochondrialnej .

CPT II oraz translokaza karnityna-acylo-karnityna są

umieszczone w wewnętrznej błonie mitochondrialnej (CPT

II po jej wewnętrznej stronie)

 Syntetaza acylo-Coa (tiokinazy) występują w siateczce

śródplazmatycznej, peroksysomach, a także wewnątrz

mitochondriów i na zewnętrznej błonie mitochondrialnej .

KARNITYNA



Beta-hydroksy-gamma-trimetyloaminomaślan



(CH3)3N+-CH2-CH(OH)-CH2-COO-



Wykazuje szeroką dystrybucję tkankową, lecz w szczególnie dużym stężeniu występuje w

mięśniach szkieletowych.

Beta-oksydacja



W każdej rundzie Beta-oksydacji następuję odcięcie dwuwęglowej

reszty od końca karboksylowego acylo-CoA



Rozerwaniu ulega wiązanie między atomami węgla alfa(2)-beta(3) ;

stąd nazwa procesu



Powstające w wyniku Beta-oksydacji jednostki dwuwęglowe to

acetylo-CoA



Enzymy które tworzą system utleniania kwasów tłuszczowych,

występują w macierzy mitochondrialnej jak i zewnętrznej błonie

tych organelli ( w sąsiedztwie łańcucha oddechowego)



Enzymy te katalizują proces utleniania acylo-CoA do acetylo-CoA



Proces cykliczny



Powstają duże ilości równoważników redukcyjnych – FADH2 i NADH

, które są następnie wykorzystywane w procesie fosforylacji

oksydacyjnej ( synteza ATP)



Kwasy tłuszczowe o nieparzystej liczbie atomów są utleniane w

procesie Beta-oksydacji, dostarczając acetylo-CoA do momentu

powstania reszty trójwęglowej (prioponylo-CoA).



Propionylo-CoA jest przekształcany w bursztynylo-CoA (jeden z

metabolitów cyklu kwasu cytrynowego)



Reszta propionylowa (powstająca w wyniku utl. Kwasów

tłuszczowych o nieparzystej liczbie atomów węgla ) jest zatem

jedyną częścią kwasu tłuszczowego o właściwościach

glukogennych.



Utlenienie :

•

FADH2 = 1,5 MOLA ATP

•

NADH = 2,5 MOLA ATP

UTLENIANIE KWASÓW TŁUSZCZOWYCH O BARDZO DŁUGICH

ŁAŃCUCHACH (VLCFA – very long chain fatty acid)



Zachodzi w peroksysomach i prowadzi do wytworzenia acetylo-CoA i

nadtlenku wodoru (H202)



Nadtlenek wodoru powstaje w reakcji katalizowanej przez FAD-

zależną dehydrogenazę i jest następnie rozkładany przez katalazę



Funkcjonujący w peroksysomach system enzymów ułatwia utlenianie

kwasów tłuszczowych o bardzo długim łańcuchu (C20,C22)



Enzymy szlaku Beta-oksydacji znajdujące się w peroksysomach nie

działają na kwasy tłuszczowe o krótszych łańcuchach



Beta-oksydacja zachodząca w tych organellach kończy się na

oktanoilo-CoA



Inną formą Beta-oksydacji peroksysomalnej jest skracanie bocznego

łańcucha cholesterolu podczas biosyntezy kwasów żółciowych



Peroksysomy biorą też udział w syntezie glicerolipidów

eterowych,cholesterolu i dolicholu.

Beta-oksydacja nienasyconych kwasów tłuszczowych

przebiega szlakiem zmodyfikowanej Beta-oksydacji

ASPEKTY KLINICZNE



Niedobór karnityny :

•

Występują głównie u wcześniaków z powodu niewystarczającej

biosyntezy tego związku lub jego nadmiernej utraty drogą

nerkową.

•

Objawy : hipoglikemia, nagromadzenie lipidów i związane z tym

osłabienie mięśni.

•

Leczone poprzez suplementację karnityną.



Dziedziczny niedobór CTP I :

•

Wpływa wyłącznie na metabolizm wątroby i wywołuje obniżenie

wydajności zachodzących tu procesów utleniania kwasów

tłuszczowych i ketogenezy, czemu towarzyszy hipoglikemia.



Niedobór CTP II : wpływa głównie na mięśnie szkieletowe



Wrodzone defekty enzymów biorących udział w Beta-oksydacji i

ketogenezie wywołują hipoglikemię nieketotyczną, śpiączkę i

stłuszczenie wątroby



Jamajska choroba wymiotna :



Acyduria dwukarboksylowa



Choroba Refsuma



Zespół Zellwegera (zespół

mózgowo-wątrobowo-

nerkowy)

Źródła :



Biochemia Harpera Ilustrowana , wydanie VII , 2018r.
(rozdział 22)



Wykłady dr. Jadwigii Pietkiewicz