Синтезът на мастни киселини включва многостепенния синтез на мастни киселини за съхранение на енергия в организма. Той представлява само една част от метаболизъм на мазнините, което от своя страна е интегрирано в общия метаболизъм. При нормални диетични условия синтезът на мастни киселини е от по-малко значение за хората, тъй като диета вече съдържа мазнини.
Какво е синтез на мастни киселини?
Мастни киселини се съхраняват в естерифицирана форма като мазнини или масла в специфични клетки, предназначени за тази цел. Синтезът на мастни киселини е известен и с научното наименование липогенеза. Той представлява анаболен, асимилативен метаболитен процес, който служи за съхраняване на енергийните резерви за организма. Това се отнася за бактерии и гъбички, както и за растения и животни. Основата на липогенезата е наличието на няколко важни изходни съединения, витамини намлява ензими. Централно място в синтеза заема малонил-КоА, който се образува от ацетил-КоА чрез карбоксилиране (добавяне на въглероден диоксид) при ензимни условия. Ацетил-КоА произхожда от различни метаболитни пътища. Появява се като междинен продукт по време на гликолиза (захар метаболизъм), по време на разграждането на мастните киселини или по време на метаболизма на протеините. С помощта на ензими (ацетил-КоА карбоксилаза, синтетаза на мастни киселини), енергийни предаватели (ATP, ADP) и витамини (биотин, пантотенова киселина), след това се контролира синтеза на мастни киселини.
Функция и задача
За оцеляването на всеки организъм съхраняването на енергия има много голямо значение. В началото на еволюцията синтезът на мастни киселини се появява като идеален начин за съхраняване на енергия. Мастни киселини се съхраняват в естерифицирана форма като мазнини или масла в специфични клетки, предназначени за тази цел. Други естери на мастни киселини също играят основна роля в изграждането на клетъчните мембрани. За да се произвеждат запаси от енергия, мастните киселини са естерифицирани с тривалент алкохол глицерин. В клетъчните мембрани те се естерифицират с фосфор-съдържащи съединения. Освен това, мазни киселини формират основата за синтеза на холестерол и различни хормони (полови хормони, глюкокортикоиди, минералокортикоиди). Химически те представляват дълговерижни молекули с въглероден верига и карбоксилна група. Понякога веригата е разклонена. Двойните връзки също могат да присъстват в въглероден верига от време на време. Това са ненаситени мазнини киселини. Наситените мастни киселини съдържат само единични връзки. Тези малки разлики в структурата са отговорни за големия брой възможни функции на тази група вещества. Основната им функция обаче е съхраняването на енергия. Изходните вещества за синтез на мастни киселини се произвеждат по всеки метаболитен път. Поради това, въглехидрати, протеини и мазнините винаги произвеждат ацетил-КоА като междинен продукт по време на тяхното разграждане. В митохондрии, ацетил-КоА се разгражда до въглероден двуокис намлява вода за производство на енергия. Той обаче може да се използва и в цитоплазмата за синтезиране на нови мастни киселини. За тази цел той първо се превръща в малонил-КоА и ADP с помощта на АТФ при карбоксилиране и енергия абсорбция. Malonyl-CoA от своя страна претърпява ензимна кондензация с ацетил-ACP. Полученият бутирил-АСР отново се кондензира с малонил-КоА. Тези кондензации се повтарят, докато не се получат мастни киселини с дължина на веригата до 16 въглеродни атома. При нормални условия синтезът на мастни киселини е от второстепенно значение за хората. Това се дължи, наред с други неща, на факта, че диета обикновено съдържа достатъчно голяма част от мазнините. По този начин, мазнините в диета се разграждат до мастни киселини и при необходимост се естеризират обратно до мазнини. Освен това при балансирана диета приемът на енергия и енергийните нужди също са балансирани. В миналото обаче често се случваха периоди на глад, така че тялото трябваше да приема повече енергия под формата на храна по време на излишък, за да съхранява запасите от мазнини за нуждите. Същото важи и днес за животните, които трябва да презимуват, за да оцелеят през зимата. За тях синтезът на мастни киселини има голямо значение, тъй като те допълнително зависят от богатата на въглехидрати храна, за да създадат мастни резерви.
Болести и неразположения
В контекста на здраве проблеми, както прекомерното, така и недостатъчното производство на мастни киселини играят основна роля. Днес болестите, свързани с диетата, стават все по-чести. По време на излишък от храна, броят на с наднормено тегло или дори затлъстели хора се увеличава все повече и повече. В резултат на висококалорична и богата на въглехидрати диета синтезът на мастни киселини се засилва в организма. Обикновено биосинтезът на мастни киселини днес трябва да играе второстепенна роля. Но поради прекомерното предлагане на храна, стрес или психологически проблеми, хората често ядат твърде много. Полученото затлъстяване създава големи предизвикателства пред здраве система за грижи. Последващите заболявания включват диабет диабет, артериосклероза, сърдечно-съдови заболявания, деменция или други дегенеративни заболявания. Тази тенденция може да бъде противодействана само чрез здравословен начин на живот с нисковъглехидратна диета и физически упражнения. В допълнение, енергийният прием и консумацията на енергия трябва отново да бъдат включени баланс. Хормонът инсулин контролира усвояването на гликоза в клетките за производство на енергия. Ако обаче се изразходва по-малко енергия, отколкото се отделя, инсулин е отговорен за засилване на синтеза на мастни киселини. В този случай гликоза се насочва в мастните клетки, където веднага започва образуването на нови мастни киселини. Колкото повече мастната тъкан се пълни с мазнини, толкова по-малко ефективна инсулин става. Чрез сложни метаболитни процеси броят на инсулиновите рецептори в клетъчните мембрани намалява. Резултатът е покачване на кръв гликоза нива и увеличаване на производството на инсулин, докато при необходимост не спре напълно. Това също така спира синтеза на мастни киселини. За производството на енергия, липолизата в мастните клетки се засилва с повишено образуване на кетон, което причинява кръв да стане свръхцидифициран и май олово да се диабетна кома.
