Metabolizm tłuszczowców i aminokwasów

Metabolizm tłuszczowców

Synteza kwasów tłuszczowych w wątrobie prowadzi do tworzenia materiału tłuszczowego i VLDL jako formy transportu energetycznego. Tłuszcze z wątroby są transportowane do tkanki tłuszczowej, skąd kwasy tłuszczowe mogą być ponownie transportowane do wątroby. Z wątroby pochodzą m.in. glukoza i VLDL; glicerolo-3-fosforan łączy się z kwasami tłuszczowymi w syntezie triacylogliceroli.

Tłuszczowce

• acylo-CoA
• triacyloglicerole
• lipaza zależna od hormonu
• glicerol, kwas tłuszczowy

Biosynteza cholesterolu

Cholesterol powstaje z jednostek acetylo‑CoA i jest prekursorem soli żółciowych oraz hormonów steroidowych.

• 2 acetylo‑CoA (jednostki budulcowe)
• cholesterol
• sole żółciowe
• hormony steroidowe

Regulacja reduktazy HMG‑CoA:

• Aktywacja i hamowanie enzymu zależą od stanu żywienia i sygnalizacji hormonalnej.
• Acetylo‑CoA hamuje reduktazę HMG‑CoA (regulacja allosteryczna/pośrednia).
• Mevalonian (mewalonian) może wpływać na sprzężenie zwrotne aktywności reduktazy.

Czynniki hamujące aktywność reduktazy HMG‑CoA:

• żywienie cholesterolowe
• głodzenie (brak substratów)
• fosforylacja enzymu
• glukagon
• lowastatyna (lek z grupy statyn stosowany w chorobach sercowo‑naczyniowych)

Do czynników sprzyjających syntezie należą insulina i hormony tarczycy. Kwasy tłuszczowe powstają w wątrobie z nadmiaru węglowodanów i są eksportowane w postaci VLDL.

Kwasy żółciowe

Pierwotne kwasy żółciowe są magazynowane w pęcherzyku żółciowym, np. kwas chenodeoksycholowy i kwas cholowy. W jelicie powstają kwasy wtórne, np. kwas litocholowy i kwas deoksycholowy.

Ulegają dekoniugacji i wchłanianiu zwrotnemu przez błonę śluzową jelita; w połączeniu z albuminami wracają do wątroby — tzw. krążenie wątrobowo‑jelitowe. W wątrobie są sprzęgane z glicyną lub tauryną i wydzielane do żółci.

Poza kwasami żółciowymi w żółci występują cholesterol i fosfolipidy. Duża zawartość cholesterolu w żółci sprzyja wytrącaniu się kamieni żółciowych. Wydzielanie żółci do jelita jest główną drogą wydalania cholesterolu, ponieważ u ludzi pierścień steroidowy nie jest utleniany do CO2 i H2O.

Powstawanie hormonów steroidowych

W komórkach kory nadnerczy cholesterol jest magazynowany w postaci estrów cholesterolu. Po hydrolizie wolny cholesterol jest przekształcany do pregnenolonu, który jest prekursorem progestagenów, glikokortykosteroidów, mineralokortykosteroidów i androgenów.

Cholesterol → pregnenolon → progestageny → glukokortykoidy (np. kortyzol), mineralokortykoidy (np. aldosteron), androgeny i estrogeny.

Metabolizm aminokwasów

Pula aminokwasów obejmuje aminokwasy pochodzące z diety oraz z proteolizy białek endogennych. Zmniejszenie puli wynika z katabolizmu aminokwasów, syntezy białek i syntezy innych związków azotowych.

Całkowita utrata dzienna azotu (mocz, skóra, kał) jest w równowadze z całkowitą ilością azotu dostarczonego do organizmu u zdrowych dorosłych — to równowaga azotowa organizmu. Jeśli straty azotu są mniejsze niż ilość dostarczana — dodatni bilans azotowy (np. u rosnących dzieci, rekonwalescentów). Jeśli straty są większe — ujemny bilans azotowy (np. w chorobach prowadzących do zaniku tkanek, podczas głodowania), co może zagrażać życiu.

Gdy aktynomiozyna mięśni ulega degradacji, uwalnia się 3‑metylohistydyna wydalana z moczem — jest ona miarą rozpadu białek mięśni. Aminokwasy mogą być substratami w utlenianiu biologicznym: transaminacja i oksydeaminacja dostarczają szkieletów węglowych, które mogą być wykorzystane jako źródło energii.

Cykl mocznikowy zachodzi przede wszystkim w wątrobie (w mitochondriach i cytosolu) i umożliwia detoksykację amoniaku przez przemianę do mocznika. Na wytworzenie 1 cząsteczki mocznika zużywane są składniki azotowe z dwóch cząsteczek amoniaku i jednego resztkowego azotu z asparaginianu (proces wymagający nakładu energetycznego ATP).

Losy szkieletu węglowego aminokwasów

• Aminokwasy ketogenne: rozkładane do acetylo‑CoA lub acetoacetylo‑CoA – prowadzą do powstawania ciał ketonowych (np. leucyna, lizyna).
• Aminokwasy glukogenne: rozkładane do pirogronianu lub metabolitów cyklu Krebsa, z których może powstawać glukoza (glukoneogeneza).

Wyłącznie glukogenne

• alanina
• arginina
• asparaginian
• asparagina
• cysteina
• glutamina
• glutaminian
• glicyna
• histydyna
• metionina
• seryna
• walina

Ketogenne i glukogenne

• izoleucyna
• fenyloalanina
• treonina
• tyrozyna
• tryptofan