Syntéza mastných kyselin zahrnuje vícestupňovou syntézu mastné kyseliny za účelem skladování energie v organismu. Představuje pouze jednu část metabolismus tuků, který je zase integrován do celkového metabolismu. Za normálních dietních podmínek má syntéza mastných kyselin pro člověka menší význam, protože strava již obsahuje tuky.
Co je syntéza mastných kyselin?
Mastné kyseliny jsou uloženy v esterifikované formě jako tuky nebo oleje ve specifických buňkách určených pro tento účel. Syntéza mastných kyselin je známá také pod vědeckým názvem lipogenesis. Představuje anabolický, asimilační metabolický proces, který slouží k ukládání energetických zásob pro organismus. To platí pro bakterie a houby, stejně jako rostliny a zvířata. Základem lipogeneze je přítomnost několika důležitých výchozích látek, vitamíny a enzymy. Centrální pozici v syntéze zaujímá malonyl-CoA, který se tvoří z acetyl-CoA karboxylací (přidání uhlík oxid uhličitý) za enzymatických podmínek. Acetyl-CoA pochází z různých metabolických cest. Vyskytuje se jako meziprodukt během glykolýzy (cukr metabolismu), během degradace mastných kyselin nebo během metabolismu bílkovin. S pomocí enzymy (acetyl-CoA karboxyláza, syntetáza mastných kyselin), vysílače energie (ATP, ADP) a vitamíny (biotin, kyselina pantothenová), potom je řízena syntéza mastných kyselin.
Funkce a úkol
Pro přežití jakéhokoli organismu má skladování energie velmi velký význam. Na začátku evoluce se syntéza mastných kyselin ukázala jako ideální způsob skladování energie. Mastné kyseliny jsou uloženy v esterifikované formě jako tuky nebo oleje ve specifických buňkách určených pro tento účel. Jiné estery mastných kyselin také hrají hlavní roli při budování buněčných membrán. K výrobě energetických zásob, mastných kyseliny jsou esterifikovány trojmocným alkohol glycerol. V buněčných membránách jsou esterifikovány fosfor-obsahující sloučeniny. Dále mastné kyseliny tvoří základ pro syntézu cholesterolu a různé hormonů (pohlavní hormony, glukokortikoidy, mineralokortikoidy). Chemicky představují dlouhý řetězec molekuly s uhlík řetězec a karboxylová skupina. Někdy je řetěz rozvětvený. Dvojité vazby mohou být také přítomny v uhlík řetěz čas od času. Ty jsou pak nenasycené mastné kyseliny. Nasycené mastné kyseliny obsahují pouze jednoduché vazby. Tyto malé rozdíly ve struktuře jsou odpovědné za velký počet možných funkcí této skupiny látek. Jejich hlavní funkcí je však skladování energie. Výchozí látky pro syntézu mastných kyselin se vyrábějí každou metabolickou cestou. Tím pádem, sacharidy, Proteinů a tuky vždy během své degradace produkují acetyl-CoA jako meziprodukt. V mitochondriese acetyl-CoA degraduje na oxid uhličitý a voda vyrábět energii. Může se však také použít v cytoplazmě k syntéze nových mastných kyselin. Za tímto účelem se nejprve pomocí karboxylace a energie převede na malonyl-CoA a ADP pomocí ATP vstřebávání. Malonyl-CoA zase podléhá enzymatické kondenzaci s acetyl-ACP. Výsledný butyryl-ACP se znovu kondenzuje s malonyl-CoA. Tyto kondenzace se opakují, dokud nevzniknou mastné kyseliny s délkou řetězce až 16 atomů uhlíku. Za normálních podmínek má syntéza mastných kyselin u lidí druhořadý význam. To je mimo jiné způsobeno skutečností, že strava obvykle obsahuje dostatečně velký podíl tuku. Tuk obsažený v strava se rozkládají na mastné kyseliny a v případě potřeby se esterifikují zpět na tuk. Ve vyvážené stravě je vyvážený také příjem energie a její potřeba. V minulosti však často docházelo k období hladu, takže tělo muselo v době nadbytečného přísunu přijímat více energie ve formě jídla, aby si v případě potřeby uchovalo tukové zásoby. Totéž platí i dnes pro zvířata, která musí zimovat, aby přežily zimu. Pro ně má syntéza mastných kyselin velký význam, protože při vytváření tukových zásob jsou navíc závislé na potravinách bohatých na sacharidy.
Nemoci a nemoci
V kontextu zdraví problémy, nadměrná i nedostatečná produkce mastných kyselin, hrají hlavní roli. V současné době jsou nemoci související se stravou stále častější nadváha nebo dokonce obézních lidí stále více přibývá. V důsledku vysoce kalorické a vysoce sacharidové stravy je v těle podporována syntéza mastných kyselin. Normálně by dnes měla biosyntéza mastných kyselin hrát jen malou roli. Ale kvůli nadměrnému přísunu potravin stres nebo psychologické problémy, lidé často jedí příliš mnoho. Výsledný obezita představuje velké výzvy pro EU zdraví systém péče. Mezi následné nemoci patří cukrovka Mellitus, arterioskleróza, kardiovaskulární choroby, demence nebo jiných degenerativních onemocnění. Tomuto trendu lze čelit pouze zdravým životním stylem s nízkosacharidovou dietou a fyzickým cvičením. Kromě toho by měl být opět příjem energie a její spotřeba vyvážit. Hormon inzulín řídí příjem glukóza do buněk pro výrobu energie. Pokud se však spotřebuje méně energie, než se uvolní, inzulín je zodpovědný za podporu syntézy mastných kyselin. V tomto případě glukóza je směrován do tukových buněk, kde okamžitě začíná tvorba nových mastných kyselin. Čím více je tuková tkáň naplněna tukem, tím méně efektivní inzulín se stává. Složitými metabolickými procesy klesá počet inzulínových receptorů na buněčných membránách. Výsledkem je vzestup krev glukóza hladiny a zvýšení produkce inzulínu, dokud se v případě potřeby úplně nezastaví. Tím se také zastaví syntéza mastných kyselin. Pro výrobu energie se lipolýza v tukových buňkách zesiluje zvýšenou tvorbou ketonového těla, což způsobuje krev překyselit a může vést na diabetická kóma.
