Utlenianie kwasów tłuszczowych

Plik Utlenianie kwasów tłuszczowych lub Spalanie tłuszczu ma największe znaczenie w produkcji energii dla wielu procesów zachodzących w organizmie. Odbywa się w mitochondriach prawie wszystkich komórek. Różne hormony, ćwiczenia i niektóre składniki zbilansowanej diety mogą stymulować spalanie tłuszczu.

Co to jest utlenianie kwasów tłuszczowych?

Ściśle mówiąc, utlenianie kwasów tłuszczowych to reakcja chemiczna, w której kwas tłuszczowy uwalnia jeden lub więcej elektronów. Są one przejmowane przez innego partnera reakcji, akceptor elektronów (łac. Accipere, akceptować).

W biochemii te reakcje metaboliczne są podsumowane terminem utlenianie tłuszczu, które przyczynia się do dostarczania energii jako b-oksydacja, a-oksydacja lub w-oksydacja. Te trzy formy różnią się atomem węgla, na którym zachodzi utlenianie. Najważniejsze jest utlenianie b (beta-oksydacja), przy czym „beta” wskazuje, że reakcje zachodzą na trzecim atomie węgla kwasu tłuszczowego.

Utlenianie kwasów tłuszczowych jest wspomagane przez wiele hormonów. W jej skład wchodzą hormony wzrostu, glukagon jako antagonista insuliny i hormonów tarczycy oraz adrenalina. Ponadto różne substancje dostarczane do organizmu poprzez zbilansowaną dietę sprzyjają spalaniu tłuszczu. Karnityna ułatwia transport do komórek, magnez jest potrzebny do działania różnych enzymów, az aminokwasu metioniny wraz z lizyną iw obecności witaminy C organizm może sam produkować karnitynę.

Funkcja i zadanie

Spalanie tłuszczu zapewnia naszemu organizmowi wystarczającą ilość energii do nieprzerwanego budowania, rozpadu i restrukturyzacji. Utlenianie tłuszczu zachodzi w mitochondriach komórek. Dlatego te organelle komórkowe są również określane jako elektrownie komórkowe.

Utlenianie kwasów tłuszczowych przebiega w kilku etapach. Najpierw kwas tłuszczowy musi zostać aktywowany przy udziale koenzymu A jako kluczowej cząsteczki. Ten aktywowany kwas tłuszczowy przenika do mitochondrium za pomocą różnych transferaz karnityny. Transferazy to enzymy przenoszące grupy chemiczne. Karnityna odgrywa ważną rolę w tym transporcie. W branży fitness karnityna jest stosowana jako suplement diety, ponieważ komórki mięśniowe potrzebują jej do produkcji energii.

Po wejściu do mitochondriów zaczyna się faktyczny rozpad. Podlega powtarzającej się sekwencji etapów reakcji, która kończy się po utworzeniu końcowego produktu acetylo-CoA. W zależności od struktury kwasu tłuszczowego (liczba atomów węgla, parzyste lub nieparzyste, nasycone lub nienasycone kwasy tłuszczowe) konieczne są dodatkowe kroki. Nierównomierne kwasy tłuszczowe tworzą produkt, który może być wykorzystany do produkcji energii tylko po konwersji w dodatkowej reakcji w kolejnym cyklu kwasu cytrynowego.

W organizmie zachodzi utlenianie tłuszczu, ale w różnym stopniu. Decyduje o tym potrzeba energii i zależy od aktywności fizycznej. Spalanie tłuszczu jest aktywowane wraz ze wzrostem czasu trwania ćwiczeń. Na początku aktywności fizycznej różne hormony zapewniają zwiększoną lipolizę, czyli rozpad tłuszczów na kwasy tłuszczowe w mięśniach i tkance tłuszczowej. Tłuszcze mogą pochodzić z pożywienia oraz z własnej tkanki tłuszczowej organizmu. Hormon adrenalina przyczynia się do nasilenia lipolizy. Spożywanie diety bogatej w węglowodany zwiększa poziom insuliny, zmniejszając w ten sposób utlenianie tłuszczu.

Liczne badania dotyczyły czynników, które prowadzą do zwiększonego spalania tłuszczu. Szczególnie w branży fitness i programach redukcji masy ciała konsultuje się kluczowe dane, takie jak Fatmax (maksymalne tempo spalania tłuszczu) i opracowuje się specjalne testy, aby je określić. Oprócz poziomu treningu intensywność i czas trwania ćwiczeń wpływają na tempo metabolizmu tłuszczów. Silne wahania indywidualne utrudniają przewidywanie, jaki rodzaj aktywności fizycznej doprowadzi do maksymalnego spalania tkanki tłuszczowej u każdej osoby.

Choroby i dolegliwości

Ograniczone utlenianie kwasów tłuszczowych występuje najczęściej u osób z nadwagą. Przyczynia się do tego insulina, hormon trzustki, który stymuluje komórki tłuszczowe do magazynowania tłuszczu i hamuje spalanie tłuszczu. Dlatego osobom z nadwagą i bardzo wysokim stężeniem insuliny szczególnie trudno jest zmniejszyć wagę poprzez utratę tkanki tłuszczowej.

Ponadto istnieją wrodzone zaburzenia utleniania kwasów tłuszczowych. Brakuje ważnych enzymów do transportu i konwersji kwasów tłuszczowych lub są one niedostatecznie dostępne. W rezultacie zakłócenie, a tym samym również wytwarzanie energii jest zakłócone. Ponadto gromadzą się nieprzereagowane produkty pośrednie, które wywołują reakcje toksyczne w mięśniach, mózgu i wątrobie. Jedna grupa chorób wpływa na metabolizm karnityny. Jeśli w nerkach i mięśniach jest zbyt mało karnityny, mniej kwasów tłuszczowych jest wchłanianych do komórek tych narządów. W wieku przedszkolnym dotknięte chorobą dzieci wykazują osłabienie mięśni i dysfunkcję serca (niewydolność serca).

Sytuacja pogarsza się szczególnie dramatycznie po poście lub po biegunce. Te zaburzenia leczy się podaniem karnityny, często w postaci zastrzyku. Jeśli transferazy transportującej (niedobór transferazy palmitoilu karnityny 1) jest dotknięta, dzieci wykazują uszkodzenie wątroby i mózgu we wczesnym wieku.

Inne zaburzenie dotyczy innego typu, transferazy palmitoilu karnityny 2. Skutki tego niedoboru ujawniają się w okresie dojrzewania lub dorosłości jako osłabienie mięśni po stresie, infekcjach i przerwach na jedzenie. Dieta niskotłuszczowa, bogata w węglowodany oraz dodane trójglicerydy poprawiają kondycję.

Jeśli raczej wpływa to na reakcję mitochondrialną niż na faktyczne utlenianie beta, może to być spowodowane defektem dehydrogenazy. Jeśli średniołańcuchowa dehydrogenaza acylo-CoA (niedobór MCAD) nie jest dostępna w wystarczających ilościach, mogą wystąpić sytuacje zagrażające życiu, jeśli nie jest leczona. Brak dehydrogenaz, które przekształcają bardzo długołańcuchowe kwasy tłuszczowe (niedobór VLCAD), prowadzi do uszkodzeń serca i spadku stężenia cukru we krwi. W ramach terapii pacjenci z obydwoma postaciami niedoboru dehydrogenazy otrzymują duże ilości węglowodanów oraz dostosowaną do przyczyny choroby mieszaninę średnio- lub dłuższych kwasów tłuszczowych.