Tłuszcze i ich metabolizm

Kwasy tłuszczowe – substraty energetyczne. Składniki błony komórkowej, ułatwiające wchłanianie witamin A, D, K. Przyłączone są do glicerolu i w takiej postaci są magazynowane. Rozpadają się w cytoplazmie.

U mężczyzn: 10-13%

U kobiet: 20%

Mają strukturę miceralną – część hydrofobowa i część hydrofilowa.

Tłuszcze nasycone – w skład cząsteczek tych tłuszczy wchodzą nasycone kwasy tłuszczowe. Zazwyczaj tłuszcze te są ciałami stałymi, ale istnieją wyjątki np. tran. Tłuszcze nasycone naturalnie są pochodzenia zwierzęcego. Można do nich zaliczyć m.in. słoninę, masło, smalec itd.

Tłuszcze nienasycone -  w skład cząsteczek tych tłuszczy wchodzą oprócz nasyconych kwasów tłuszczowych także nienasycone kwasy tłuszczowe. Zazwyczaj tłuszcze te są cieczami, ale istnieją wyjątki np. margaryna. Tłuszcze nienasycone naturalnie są pochodzenia roślinnego. Można do nich zaliczyć m.in. oliwkę z oliwek, olej słonecznikowy, olej sojowy itd.

Właściwości fizyczne tłuszczy:

• bezbarwne i bezwonne

• bardzo dobrze rozpuszczają się w węglowodorach, np. benzynie, nafcie

• nie rozpuszczają się w wodzie

• wstrząsane z wodą tworzą emulsję, w której drobniutkie kuleczki tłuszczu są zawieszone w wodzie; jest ona jednak nietrwała i rozdziela się na dwie warstwy

Właściwości chemiczne tłuszczów:

• ulegają reakcji hydrolizy w obecności kwasu lub enzymu lipazy

• ulegają reakcji zmydlania, czyli hydrolizie zasadowej

• ulegają reakcji utwardzania tłuszczu nienasyconego, czyli reakcji uwodornienia.

Podział tłuszczy:

• Krótko-łańcuchowe

• Średnio-łańcuchowe

• Długo-łańcuchowe – od C₁₂ – nie mają zdolności do samodzielnego przechodzenia do mitochondrium. Błona wewnętrzna jest dla nich nie przepuszczalna. Po odłączeniu reszty acylowej, kwas transportowany jest do mitochondrium.

Trawienie tłuszczów

W trawieniu tłuszczów niezmiernie istotna jest żółć, która wpływa do dwunastnicy z pęcherzyka żółciowego.

Żółć jest emulgatorem, substancją zmniejszająca napięcie powierzchniowe tłuszczów.

Tłuszcze pod wpływem żółci ulegają rozbiciu na drobne kropelki, przez co zwiększa się powierzchnia oddziaływania lipaz na tłuszczowce.

Dzięki składnikom żółci kwasy tłuszczowe zawarte w tłuszczowcach stają się kwasami choleinowymi rozpuszczalnymi w wodzie, co ułatwia ich wchłanianie z jelit do krwi.

Tłuszczowce nie są w całości hydrolizowane do glicerolu (lub innego alkoholu wielowodorotlenowego) oraz kwasów tłuszczowych.

Część z nich pod wpływem żółci jest zemulgowana na chylomikrony, które przenikają z jelit do krwi.

Chylomikrony przepływają żyłą wrotną do wątroby, gdzie następuje rozszczepienie tłuszczów na alkohol i kwasy tłuszczowe.

Glicerol w komórce:

Glicerol – wątroba – niecukrowi związek zostaje ufosforodowany.

Β-oksydacja – utlenianie kwasów tłuszczowych w komórce. Jest to skracanie łańcucha węglowego o kolejne C₂ na jeden obrót.

Rozszczepianie dotyczy węgli typu β.

Kwasy tłuszczowe muszą zostać aktywowane przy użyciu ATP, które zostaje hydrolizowane do AMP (-2 ATP).

Kwasy tłuszczowe z cytoplazmy do mitochondriom przenosi karnityna.

Tioliza – odłączenie odpowiedniej części kwasu tłuszczowego.

Powstaje acetylo-CoA

Kwas tłuszczowy (już uboższy o C₂) ulega reakcji estryfikacji – bez użycia ATP

Utlenienie

Uwodnienie

Utlenienie

Tioliza

Do odłączonej części kwasu tłuszczowego (C₂) dołącza się HS-CoA

Powstaje acetylo-CoA

Bilans energetyczny z utlenianie CoA:

-Cykl Krebsa – 12 obrotów
-β-oksydacja – 5 obrotów

• Kwas tłuszczowy C₁₂

• Kwas tłuszczowy C₁₆

W β-oksydacji nie powstaje czysta energia.

Gdy nie ma zapotrzebowania na energię, acetylo CoA nie wchodzi do Cyklu Krebsa!

Synteza kwasów tłuszczowych:

Budowa kwasów tłuszczowych odbywa się w cytoplaźmie, a acetylo-CoA znajduje się w mitochondriach.

Wewnętrzna błona komórkowa jest nieprzepuszczalna dla acetylo-CoA.

Wydłużenie łańcucha o kolejna C₂ na jeden obrót.

Acetylo CoA + szczawiooctan = cytrynian, który jest zdolny do przechodzenia przez błonę do cytoplazmy.

Szczawiooctan rozszczepia się przy użyciu ATP:

Szczawiooctan – jabłczan – pirogronian

Pirogronian zostaje utlenion.

Akceptor H⁺ to NADP⁺, Powstaje NADPH⁺

Pirogronian dostaje się z cytoplazmy do mitochondriom, gdzie przekształca się w szczawiooctan.

Do odbudowy kwasu tłuszczowego potrzeba 8 cząsteczek acetylo-CoA. Zostają przekształcone do metylo-CoA, przy uzyciu tyrozyny. Potrzebne jest to do wytworzenia kwasu palmitynowego.

Reakcje redukcji, gdzie trzeba dostarczyć H⁺.

Przy transporcie 1 cząsteczki acetylo-CoA z mitochondrium do cytoplazmy powstaje 8 NADPH⁺

Reakcja odwodnienia – reakcje redukcji

Synteza kwasów tłuszczowych : 7 obrotów = 14 NADPH⁺

Brakuje 6 NADPH⁺:

- Cykl Pentozowy – utlenianie glukozy (alternatywa)

-Glukowa 6C – przekształcana jest do pentozy 5C, która jest wykorzystywana do tworzenia łańcuchów pentozowych, np. rybozy.

2x utlenienie : akceptorem H⁺ jest NADP⁺

Potrzeba 3 cząsteczek glukozy, aby otrzymać 6 NADPH⁺ !

Do kwasu tłuszczowego dołącza się glicerol.

Ciała ketonowe – alternatywne źródła energii

Pojawiają się w przypadku:

-głodówki

-cukrzycy

-diety nisko-węglanowej

-długotrwałego wysiłku fizycznego o umiarkowanej intensywności

Powstają z acetylo-CoA:

-aceton – unuwany z organizmu

-acetooctany

-betahydroksymaślan