Metabolismus lipidů a MK Flashcards
Podminka travení
Emulgace TG: tvorba micel 4-6 nm, umožnění přístupu enzymů
Travení TG v tenkém střevě
Orlistat
- antiobezitikum
- inhibuje žaludeční a pankreatickou lipasu
- snižuje resorpci tuků asi o 30%
Travení fosfolipidů
Hormony podporující trávení lipidů
Resorpce lipidů v tenkém střevě
Tenzidy jsou důležité i pro resorpci lipidů ze střeva.
Mastné kyseliny, monoacylglyceroly, volný cholesterol, lysofosfolipidy, které vznikly trávením se společně se žlučovými kyselinami a hydrofobními vitaminy uskupují do směsných micel.
Pozor nejedná se již o kapénky, ale micely < 20 nm. V nich jsou částice uspořádány tak, že polární část molekuly je na povrchu, hydrofobní uvnitř. Velikost závisí na množství žlučových kyselin a poměru mezi žlučovými kyselinami a lipidy.
Tyto micely jsou pak rozhodující pro resorpci všech lipidů. Micela se dostává do kontaktu s kartáčovým lemem enterocytů a lipidy jsou z micel pasivní difuzí přenášeny přes membránu. Tento proces se převážně odehrává v jejunu.
Pouze žlučové kyseliny jsou resorbovány až v ileu.
Mastné kyseliny s krátkým řetězcem (do 10-12 C) se do micel nezabudovávají.
Resorpce cholesterolu
NPC 1L1 je přítomen zejména v proximální části tenkého střeva a v duodenu, tedy v místech maximálního vstřebávání cholesterolu.
Ezetimib: absorpce cholesterolu je inhibována až z 92–96 %, aniž by bylo ovlivněno vstřebávání žlučových kyselin nebo jiných tuků či steroidů.
Díky enterohepatálnímu oběhu cholesterolu, který má asi 4x větší obrat, než je příjem cholesterolu v potravě, je účinek ezetimibu do velké míry nezávislý na příjmu cholesterolu v potravě. To znamená, že účinek je zachován i při přísné antiatherogenní dietě.
Vlastní pokles absorpce cholesterolu však může být provázen kompenzatorním zvýšením biosyntézy cholesterolu v játrech, z tohoto důvodu se obvykle podávání ezetimibu kombinuje se statiny.
Zdroj fytosterolů: klíčkové oleje (pšeničný, kukuřičný), řepkový, sojový, olivový olej. Obohacování potravin – roztíratelné rostlinné tuky, (u nás Flora), mléko, majonézy, mléčné výrobky.
Doporučení: osoby se zvýšenou hladinou cholesterolu by měly konzumovat 2 g rostlinných sterolů denně
Exkrece cholesterolu
Stolicí, 800 mg/den, jako koprostanol (produkt bakterií)
Lipidová malabsorpce
Resyntéza lipidů v enterocytech
- Aktivace FA
FA + CoA + ATP ® Acyl-CoA + AMP + PP
- Resyntéza lipidů
Acyl-CoA + MG ® DG + CoA
Acyl-CoA + DG ® TG + CoA
Acyl-CoA + lysofosfolipid ® fosfolipid + CoA
Acyl-CoA + cholesterol ® cholesterol ester + CoA
Nižší FA + volný glycerol
nezapojují se do resyntézy
přímý transport do portálního oběhu (lipidy do lymfy)
Odbourání lipidů v tukových buňkách
Triacylglyceroly slouží jako hlavní energetická zásoba v organismu. Ukládají se ve vakuolách adipocytů v tukové tkáni po jídle pod vlivem insulinu (lipogeneze).
V případě potřeby energie jsou tyto tukové zásoby mobilizovány, dochází k lipolýze.
Za štepení TG v tukové tkání je zodpovědná především hormon senzitivní lipasa (HSL). Je aktivována glukagonem (v postresorpční fázi a při hladovění, kdy hladina glukosy v krvi je nízká) a katecholaminy (při stresu).
Účinkem HSL se TG štěpí na mastné kyseliny a glycerol. Mastné kyseliny se uvolňují do krve a ve vazbě na albumin jsou transportovány do tkání, zejména do jater a svalů vč. myokardu.
Do buněk jsou přenášeny pomocí transportních proteinů a v buňce se vážou na FABP. Aby mohly vstoupit do biochemických pochodů, aktivují se na acyl-CoA. K tomu je potřeba ATP
Pomocí karnitinu jsou pak transportovány do mitochondrií, zde proběhne jejich β-oxidace.
Glycerol je z tukové tkáně transportován do jater a zde slouží pro glukoneogenezi.
Lipasy
- Extracelulární (žaludeční, pankreatická, lipoproteinová v krví, jaterní)
- Intracelulární (hormon senzitivní - tukové buňky, kyselá lyzosomy)
Tři fáze katabolismu FA
- Aktivace FA vázbou na CoA
- Transport FA do matrix mitochondrie
- 1.β-Oxidace acyl-CoA na acetyl-CoA
Oxidace MK (Význam, lokalizace, průběh)
β-Oxidace tedy nemůže probíhat v erytrocytech.
Malý rozsah β-oxidace je buňkách CNS, kdy se odbourávají pouze mastné kyseliny ze strukturálních lipidů. Transport mastných kyselin do CNS z krve neprobíhá. Přes hematoencefalickou bariéru je transportováno pouze limitované množství esenciálních FA.
Aktivace FA
Aktivace mastné kyseliny na acyl-CoA je katalyzována thiokinasou (ligasa).
Je to reakce, při které se spotřebovává ATP.
Dochází ke štěpení až na AMP, reakce je tedy adekvátní ztrátě 2ATP.
Karnitin - struktura a význam
Porucha transportu karnitinu
Jedním z defektů je porucha přenašeče, který odpovídá za transport karnitinu do buněk.
Projevuje se zejména ve svalových a srdečních buňkách.
Vede k těžkému deficitu karnitinu v těchto buňkách. Karnitin se současně ztrácí močí.
Onemocnění se manifestuje mezi 2.-7. rokem života, neléčené má fatální důsledky. U léčené nemoci (podávání karnitinu) je prognóza velmi příznivá
Acylkarnitinový cyklus
Tvorba acylkarnitinu je inhibována malonyl-CoA. Přítomnost malonyl-CoA indikuje proces syntézy FA probíhající v cytoplazmě.
Inhibicí karnitinacyltransferasy je bráněno tomu, aby FA syntetizovaná v cytoplazmě byla následně rozložena v matrix.
Zdroje karnitinu
Je přítomen v plazmě v koncentraci kolem 50 mmol/l.
K dostatku karnitinu přispívá u jeho efektivní zpětná resorpce v ledvinách.
Karnitin jako potravní doplněk?
O významu zvýšeného příjmu karnitinu zejména pro sportovce se vedou četné spory. Přestože mnohá zjištění o funkci a dynamice karnitinu v organismu nasvědčují prospěšnosti zvýšeného příjmu tohoto doplňku v potravě zejména při nadměrné fyzické zátěži, žádný přesvědčivý a seriózní důkaz pro tento předpoklad doposud podán nebyl.
Podávat je možno pouze L-karnitin, D-karnitin, resp. racemát je oficiálně zakázán.
Příčiny nedostatku karnitinu
Důsledky nedostatku karnitinu
Netvoří se ani ketonové látky – není dost acetyl-CoA.
V játrech není dostatek energie pro glukoneogenezi (získává se β-oxidací), do svalových buněk se sice mastné kyseliny transportují, ale nedostanou se do mitochondrií. Dochází k jejich akumulaci mimo mitochondrie (svalová hmota je nahrazována tukem) a nedostatečné produkci energie, což vede ke svalové slabosti
Deficit enzymů pro transport acylkarnitinu
b-Oxidace mastných kyselin
(obecný mechanismus)
degydrogenace - hydratace - dehydrogenace - odštěpení acetyl-CoA
Celkový průběh beta oxidace
Typy acyl CoA dehydrogenas
Nejčastějším poruchou je deficit MCAD.
Důsledkem je, že mastné kyseliny s délkou uhlíkového řetězce C6-C10 nemohou být odbourávány.
Znamená to, že při β-oxidaci dlouhých a velmi dlouhých mastných kyselin dojde jen k částečnému využití jejich energie, mohou být odbourány pouze do délky 10C.
Důsledkem je akumulace acyl-CoA se středně dlouhým řetězcem v matrix, nedostatek CoA. Hromadící se mastné kyseliny se středním řetězcem jsou esterifikovány též karnitinem, za vzniku acylkarnitinu.
Důsledkem je nízká koncentrace karnitinu.
Při delším lačnění, kdy je organismus odkázán na získávání energie z mastných kyselin nevzniká téměř žádný acetyl-CoA. Nedostatek acetyl-CoA zabraňuje syntéze též ketolátek. Dochází k hypoketotické hypoglykemii.
Zásadou terapie je eliminace lačnění.
Deficit MCAD
- jedna z nejběžnějších vrozených poruch
- intolerance k delšímu hladovění, spojená s hypoglykemickým komatem (hypoketotická hypoglykemie)
LCFA → MCFA ⇨ akumulace v matrix ⇨ ↑MCFA-karnitin +↓karnitin
• rozšířena v severozápadní Evropě
Proč hypoglykemie při deficitu MCAD
Proč hypoglykemie?
•nedostatek acetyl-CoA ⇨ málo energie
⇩
není stimulována karboxylace pyruvátu na oxalacetát
⇨ proto malá glukoneogeneze
beta oxidace v peroxisomech
•předběžná b-oxidace v peroxisomech ⇨ zkrácení řetězce
kofaktorem první dehydrogenace v peroxisomech je FAD
FADH2 + O2 → FAD + H2O2
⇨ nezíská se energie
•
•zkrácená FA je přesunuta do mitochondrie ⇨ b-oxidace
alfa oxidace v peroxisomech
Regulace beta oxidace
Je-li dostatek ATP, acetyl-CoA v mitochondriích není potřebný pro citrátový cyklus, ale ve formě citrátu je transportován do cytoplazmy. Zde se z acetyl-CoA syntetizuje malonyl-CoA. Ten inhibuje další transport mastné kyseliny do matrix.
Celkový stav metabolismu pak odráží hladina hormonů. Glukagon se zvyšuje při poklesu glykemie a aktivuje hormon-sensitivní lipasu v adipocytech. Dochází k uvolnění mastných kyselin z adipocytů a zvýšení jejich dostupnosti pro β-oxidaci ve tkáních. Obdobný účinek mají stresové hormony.
