METABOLIZM

LIPIDÓW

dr hab. Iwonna Rahden-Staroń

Katedra i Zakład Biochemii

TRANSPORT LIPIDÓW W

ORGANIZMIE I POMIĘDZY

TKANKAMI

a) WKT „wolne kwasy tłuszczowe

”

- związane z albuminami –

absorbowane w jelicie

i przenoszone

do wątroby, mięśni i adipocytów oraz

endogenne KT

pochodzące głównie

z tkanki tłuszczowej transportowane do
wątroby i mięśni, a także pozostałych
wykorzystujących je tkanek
b)

Lipoproteiny

– chylomikrony,

VLDL, LDL, IDL i HDL
c)

„ciała ketonowe”

– acetooctan

i β-hydroksymaślan

Chylomi

ron



Transportują lipidy diety z enterocytów do
tkanek organizmu



Większość lipidów to triglicerydy



Mało białka

–

ApoA-I, ApoA-II, ApoB-48, ApoC

Resynteza: TAG, EstryCh i
Fosfolipidy
Apolipoproteina B-48
Wit. rozp. tłuszczach

do limfy do krwi

WYKORZYSTANIE LIPIDÓW Z DIETY

PRZEZ TKANKI

1. Losy wolnych kwasów tłuszczowych uwolnionych przez
lipazę lipoproteinową z chylomikronów (enzym syntetyzowany
głównie przez adipocyty i komórki mięśniowe):

a. bezpośrednio wnikają do mięśni lub adipocytów
b. transportowane są z albuminami

2. Losy glicerolu uwolnionego z TAG. Jest wykorzystany prawie
      całkowicie przez wątrobę do syntezy Glicerolo-3-P, który
      wchodzi do szlaku glikolizy lub glukoneogenezy po utlenieniu do
      P-dihydroksyacetonu.
3. Losy pozostałych składników chylomikronów (remnantów chylo-
      mikronów). Endocytoza (receptory) do wątroby. Hydroliza.
      Cholesterol, cholina – ponowne wykorzystanie.

Tab. 1 Rodzaje kwasów tłuszczowych

Ogólny wzór strukturalny kwasu tłuszczowego

(CH

)

COOH)

n – liczba parzysta

Kwasy

tłuszczo

Wzór

Liczba

wiązań

podwójnyc

Liczba

atomów

Palmityni

-(CH

)

COOH

Stearynia

-(CH

)

COOH

Oleinian

(CH

)

CH=CH(CH

)

OOH

Linolan

-(CH

)

(CH=CHCH

)

(CH

)

OOH

Linolenia

-CH

(CH=CHCH

)

(CH

)

OOH

C16:0

C18:0

C18:1, 

(ω 9)

C18:2, 

9,12

(ω 6)

C18:3, 

9,12,15

(ω 3)

ynte

de novo

kwasów

tłuszczowych - lipogeneza

Syntaza KT

Acetylo~CoA + 7 malonylo-CoA + 14

(NADPH + H

)

kwas palmitynowy (16 C) + 7 CO

+ 14

NADP

+ 8 CoA +

6 H

Acetylo~CoA łączy się z malonylo~CoA
7 kolejnych etapów katalizowanych przez
wielofunkcyjny enzym

syntazę kwasów tłuszczowych

Proces aktywny w tkance tłuszczowej, w gruczołach
mlekowych
w czasie laktacji

Granica - 16 C (palmitynian)
Kluczowymi enzymami regulacyjnym są:

karboksylaza acetylo~CoA (powstaje
malonylo~CoA)
syntaza kwasów tłuszczowych

Synte

de novo

Kwasów

Tłuszczowych

- źródło acetylo~CoA w cytozolu

cytrynian

szczawiooctan +

acetylo~CoA

CoA

ATP

ADP + Pi

Liaza cytrynianowa

acetylo-CoA

NADH

NADPH

Źródło
NADPH

Cykl pentozowy

dehydrogenaza G6P (NADP)

oraz

Synteza

malonyl

CoA

Acetylo~CoA

Malonylo~CoA

ATP

ADP + Pi

Karboksylaza acetylo~CoA

biotyna

(HCO

)

Reakcja ograniczająca syntezę KT

- Etap regulacyjny (szybka regulacja, długoterminowa regulacja)

REGULACJA (szybka)

- allosteryczna

Acetylo~CoA

Malonylo~CoA

ATP

ADP + Pi

Karboksylaza acetylo-CoA

biotyna

Cytrynian palmitoilo~CoA

Forma nieaktywna enzymu – dimer aktywna – polimer dimeru

aktywna

karboksylaza

acetylo-CoA

(forma

nieufosforylowana

)

nieaktywna

karboksylaza

acetylo-CoA

częściowo

aktywna

karboksylaza

acetylo-CoA

cytrynian

REGULACJA (szybka)

- odwracalna fosforylacja

Acetylo~CoA

Malonylo~CoA

ATP

ADP + Pi

Karboksylaza acetylo~CoA

(aktywna)

Karboksylaza acetylo~CoA

-P

(nieaktywna)

biotyna

Synteza

malonyl

CoA

regulacja hormonalna

Fosfataza

białkowa

Insulina

(w krótkim czasie –P)
(długoterminowa regulacja przez
indukcję syntezy tego enzymu –
dieta wysokokaloryczna, bogata w węglowodany)

ATP

ADP

_--_

Glukagon

adrenalina

4’-P-fosfopanteteina –

grupa prostetyczna ACP

ACP

ynt

aza kwasów tłuszczowych

- enzym wielofunkcyjny, dimer

Monomer syntazy – wielokatalityczny peptyd z 6 różnymi
aktywnościami
enzymatycznymi + domeną wiążącą kowalencyjnie
4’-P panteteinę.
Aktywny jest dimer.

Acetyl lub acyl

w drugim cyklu syntezy KT

butyrylo-

ACP

kondensuje

z malonylo-

ACP

tworząc β–ketoacylo-

ACP

który w wyniku redukcji, dehydratacji

i ponownej redukcji jest przekształcany

do acylo-

ACP

Acylo-

ACP

rozpoczyna trzeci cykl syntezy

kwasów tłuszczowych.

ynte

za kwasów tłuszczowych

Wydłużanie kwasów tłuszczowych

i wprowadzanie wiązań

podwójnych

U Eukariontów wydłużanie KT dłuższych niż palmitynian (C16)

i tworzenie wiązania podwójnego są katalizowane przez enzymy

zlokalizowane na powierzchni gładkiego retikulum

endoplazmatycznego.

Donorem

jednostek dwuwęglowych jest

malonylo~CoA,

a wydłużny KT jest związany z CoA,

a nie z ACP.

Wprowadzenie wiązania podwójnego wymaga aktywności

3 enzymów:

reduktazy cytochromu b

[NADH, O

cytochromu b

i desaturazy. Δ

Wiązania podwójne

W organizmach ssaków

nie występują

enzymy
zdolne do tworzenia wiązań
podwójnych w położeniu dalszym niż
przy węglu

C9.

Dlatego ssaki

nie potrafią

syntetyzować

NNKT

- kwas linolowy

C18: cis - Δ

, Δ

(

ω-6)

do syntezy kwasu arachidonowego

- kwas linolenowy

C18: cis - Δ

, Δ

(

ω-3)

przekształcany do kwasu
dokozaheksaenowego
(DHA) C 22:6 oraz do kwasu
eikozapentaenowego (EPA) C 20:5

Fun

kcje Niezbędnych Kwasów

Tłuszczowych



Eikozanoidy

–

Lipidowe mediatory zapalenia
syntetyzowane z kwasu
arachidonowego i EPA

–

Zawierają



Prostaglandyny



Prostacykliny



Tromboksany



Leukotrieny

Tłuszcze obojętne (TAG)

stanowią materiał zapasowy

Fun

kcje

acylogliceroli (TAG)



Dostarczają niezbędne KT do
funkcjonowania organizmu



Produkcja energii



Izolacja



Ochrona

wa Energetyczna



Adipocyty



Podskórna tkanka tłuszczowa



Trzewna tkanka tłuszczowa

Nadmiar energii

Insulina stymuluje

magazynowanie

triacylogliceroli

Lipogeneza

(Synteza KT &

triacylogliceroli)

C O P

sn-glycerol -3P

ATP

ADP

glycerol

kinase

minor

pathway

glycerol-3P

dehydrogenase

NADPH+H

NAD

dihydroxyacetone-

phosphate

glycolysis

insulin

major

pathway

3 acyl-CoA

Triacylglycerol

Synteza 3-P glicerolu

w wątrobie i tkance tłuszczowej

P-dihydroksyaceton

kinaza

glicerolowa

dehydrogenaza

3P-glicerolu

Synteza triacylogliceroli –
lipogeneza

Kwas fosfatydowy

cja Kwasów

Tłuszczowych



Dodanie CoA

Katabolizm

Lipid

ów –

mobilizacja zapasów tłuszczu

i utlenianie KT



Lipoliza



Transport KT



Pobieranie KT, aktywacja i utlenianie

Lipol

iza



Rozpad triacylogliceroli do glicerolu + 3
kwasów tłuszczowych (wolnych)

–

Lipaza hormono-wrażliwa w tkance tłuszczowej

–

Lipaza lipoproteinowa w nabłonku naczyń
krwionośnych



Wolne kwasy tłuszczowe, zwane też nie-
zestryfikowanymi kwasami tłuszczowymi
(transport z albuminami)

Lipol

iza w adipocytach

Aktywacja lipazy hormono-

wrażliwej

w tkance tłuszczowej

Lipaza hormono-wrażliwa

(nieaktywna

)

Lipaza hormono-wrażliwa

(aktywna)

O-

ATP

ADP

cAMP

kinaza białkowa

fosfataza

Stymulowana
przez:

-niski poziom
insuliny
podczas
hypoglikemii

-glukagon

- ćwiczenia
sportowe
- stres

fizjologiczny
adrenalina

Katabolizm

Lipid

ów –

wykorzystanie

glicerolu



Glicerol

glicerol

3-P glicerol

fosforan

dihydroksyacetonu

kinaza

glicerolowa

ATP

ADP

NAD

NADH + H

glukoneogeneza

glikoliza

dehydrogenaza
3-P glycerolowa

Kwasy Tłuszczowe jako źródło

energii

α- oksydacja – retikulum endoplazmatyczne, mitochondria – służy prawdopodobnie
utlenianiu nietypowych KT (np. z gr. –CH

) [utl. C 2 poprzez –OH

i usunięcia C 1 jako CO

z utlenieniem –OH do –COOH – skrócenie o 1C

β - oksydacja – mitochondria – energia, udział karnityny, acetylo-CoA;
                         peroksysomy – skracanie KT n > 20C, rozgałęzionych, hydroksylowanych,
                         brak udziału karnityny i zysku energii

ω – oksydacja – retikulum endoplazmatyczne – metabolizm nietypowych KT (w tym
hydroksykwasów poprzez utlenienie ostatniego węgla (CH

)

                        do grupy –COOH,
                        powstawanie krótkich kwasów dikarboksylowych

Wykorzystanie

acetyl

CoA

Acetylo~CoA

Cykl Krebsa

Synteza
kwasów
tłuszczowych

Ciała Ketonowe

Cholesterol

KT, glukoza, aminokwasy

ATP

Keton



β-oksydacja prowadzi do produkcji
znacznych ilości acetylo~CoA



Jeśli brakuje szczawiooctanu, wtedy
acetylo~CoA nie przechodzi przez
cykl Krebsa i jest przekształcany do
ciał ketonowych

–

Niski poziom glikolizy prowadzi do
zmniejszonej produkcji szczawiooctanu

Ciała k

eton

owe – alternatywne

źródło energii dla tkanek

obwodowych



Acetooctan, β-hydroksymaślan, aceton

Acetylo~CoA + acetylo~CoA = acetoacetylo~CoA +

CoA

acetoacetylo~CoA + acetylo~CoA HMG~CoA

syntaza HMG~CoA

HMG~CoA

acetooctan + acetylo~CoA

Liaza HMG~CoA

aceton

NAD

-hydroksymaślan

NADH+H

Ciała k

eton

owe – alternatywne

źródło energii dla tkanek

obwodowych



wątrobie

acetooctan i β-hydroksymaślan

nie są

utleniane, lecz wędrują do tkanek obwodowych,
gdzie mogą być przekształcone z powrotem do
acetylo~CoA i utlenione via cykl Krebsa.

–

mózg, serce, mięśnie szkieletowe, nerki

β-hydroksymaślan acetooctan
bursztynylo~

CoA

bursztynian

acetoacetylo~

CoA

2 acetylo~CoA

tioforaza

NAD

NADH+H

X – dh. -hydroksymaślanu

(brak w
wątrobie)

Keto



Występuje, gdy synteza ciał
ketonowych przewyższa
wykorzystanie



Choroba - ketoacidoza

–

Cukrzyca typu 1

(zależna od insuliny)

Insulina Glukagon

Lipoliza

Wolne kwasy tłuszczowe w osoczu

Wyrzut ciał ketonowych z wątroby

Ketoacidoza

ketonemia/ketonuria

Document Outline

Slide 1
Slide 3
Slide 4
Slide 5
Slide 6
Slide 7
Slide 8
Slide 9
Slide 10
Slide 11
Slide 12
Slide 13
Slide 14
Slide 15
Slide 16
Slide 17
Slide 18
Slide 19
Slide 20
Slide 21
Slide 22
Slide 23
Slide 24
Slide 25
Slide 26
Slide 27
Slide 28
Slide 29
Slide 30
Slide 31
Slide 32
Slide 33
Slide 34
Slide 35
Slide 36