STRUKTURA I WŁAŚCIWOŚCI Kwasy tłuszczowe są zbudowane z długiego łańcucha węglowodorowego zakończonego grupa karboksylowa. W większości kwasów tłuszczowych łańcuchy te zawieraja parzysta liczbę atomów wegla i są nierozgałęzione. W nasyconych kwasach tłuszczowych nie wystepują wiazania podwójne miedzy atomami wegla, natomiast w jedno-lub wielonasyconych kwasach tłuszczowych istnieje jedno lub wiecej wiazań podwójnych. Właściwości kwasu tłuszczowego zależą od długości łańcucha i liczby wiazań podwójnych. NAZEWNICTWO nazwy kwasów tłuszczowych tworzy się na podstawie liczby atomów wegla w łańcuchu oraz liczby i pozycji wiazań podwójnych. Najczęściej występującymi kwasami tłuszczowymi SA palmitynian (C15H31COOH), stearynian (C17H35COOH), oleinian (C17H33COOH), linolan (C17H31COOH),linolenian(C18:3) i arachidonian(C20:4). Wiazania podwójne w kwasach tłuszczowych występują zazwyczaj w konfiguracji cis. FUNKCJE Kw.tł. pełnia cztery podstawowoe funkcje: 1. Są składnikami błon (glicerofosfolipidy i sfingolipidy); 2. Uczestaniczą w kowalencyjnej modyfikacji białek; 3. Są materiałem energetycznym (triacyloglicerole); 4. Pochodne kwasów tłuszczowych są hormonami i wtórnymi czasteczkami sygnalizacyjnymi. PROSTAGLANDYNY i inne ikozanoidy (prostacykliny, tromboksany i leukotrieny) są pochodnymi arachidonianu. Związki te pełnią funkcje miejscowych hormonów. Aspiryna osłabia stany zapalne przez hamowanie syntezy prostaglandynowej, enzymu katalizującego pierwszy etap syntezy prostaglandyn. ROZPAD KWASÓW TŁUSZCZOWYCH (nazywany także beta-oksydacja) polega na utlenieniu długołańcuchowych kwasów tłuszczowych, czemu towarzyszy wytwarzanie ATP. Kw. Tł. Przekształcane są w pochodne w postaci acylo-CoA, z których nastepnie do końca łańcucha acylowego są usuwane dwuwęglowe jednostki acylo-CoA. AKTYWACJA Rozpad kwasów tluszczowych zachodzi w cytozolu komórek prokariotycznych i w matriks mitochondrialnej komórek eukariotycznych. Przed wniknieciem do matriks kwasy tłuszczowe ulegają aktywacji przez utworzenie wiazania tioestrowego z CoA. TRANSPORT DO MITOCHONDRIÓW Wewnętrzna błona mitochondrialna jest nieprzepuszczalna dla długołańcuchowych pochodnych w postaci acylo-CoA. Dlatego tez długołańcuchowe reszty acylowe czasteczki acylo-CoA dopiero po sprzężeniu z karnityną transportowane są do mitochondriów przez translokazę karnityna/acylokarnityna. CYKL BETA-OKSYDACJI Rozpad kw.tł. obejmuje powtarzającą się sekwencje czterech reakcji: 1. Utlenianie acylo-CoA przez FAD do trans-∆² –enoilo- CoA; 2. Uwodnienie tego ostatniego do 3-hydroksyacylo-CoA; 3. Utlenienie tego ostatniego przez NAD⁺ do 3-ketoacylo-CoA; 4. Tioliza tego ostatniego przez drugą czasteczkę CoA z wytworzeniem acylo-CoA skróconego o dwa atomy węgla. Powstałe FADH₂ i NADH zasilaja bezpośrednio fosforylację oksydacyjną, a czasteczki acetylo-CoA kierowane są do cyklu kwasu cytrynowego, w którego przebiegu powstają dalsze cząsteczki FADH₂ i NADH. U zwierząt acetylo-CoA powstały w procesie beta-oksydacji nie może zostać przekształcony w pirogronian lub szczawiooctan i dlatego nie może być wykorzystany do wytworzenia glukozy. Jednakże u roślin istnieją dwa dodatkowe enzymy umożliwiające przekształcenie acetylo-CoA w szczawiooctan, w sekwencji reakcji nazywanej cyklem glioksalowym. UTLENIANIE NIENASYCONYCH KW.TŁ. Całkowity rozpad nienasyconych kw.tł. na drodze beta-oksydacji wymaga udziału dodatkowych enzymów. UTLENIANIE KW.TŁ. O NIEPARZYSTEJ LICZBIE ATOMÓW WEGLA W ostatnim obrocie cyklu utleniania kwasów tłuszczowych o nieparzystej liczbie atomów węgla powstaje acetylo-CoA (2 atomy węgla) i propionylo-CoA(3 atomy węgla).REGULACJA Szybkośc rozpadu kw.tł. jest regulowana przez dostępność wolnych kw.tł. we krwi, które z kolei powstaja w wyniku rozpadu triacylogliceroli. WYDAJNOŚĆ ENERGETYCZNA Całkowity rozkład czasteczki palmitynianu w procesie beta-oksydacji prowadzi do powstania 28 czasteczek ATP w wyniku utlenienia powstających w cyklu czasteczek FADH₂ i NADH oraz 80 czatseczek ATP pochodzących z rozkładu acetylo-CoA w cyklu kwasu cytrynowego. Jednakże aktywacja palmitynianu do jego pochodnej w postaci acylo-CoA przed rozpoczęciem beta-oksydacji wymaga zużycia każdorazowo dwu wysokoenergetycznych wiązań fosforanowych. Wydajność energetyczna netto wynosi więc 106 czasteczek ATP. CIAŁA KETONOWE Nadmiar acetylo-CoA powstającego w wyniku beta-oksydacji kw.tł. jest przekształcany w acetooctan i D-3-hydroksymaślan. Związki te oraz aceton są nazywane łącznie ciałami ketonowymi. Acetooctan i D-3-hydroksymaślan powstają w wątrobie i stanowią alternatywny materiał energetyczny zuzywany przez mózg w warunkach głodu lub w stanie cukrzycy.