Reazione biochimica degli acidi grassi

Gli acidi grassi sono insolubili in acqua. Dopo essersi legati all'albumina nel sangue (10:1), vengono trasportati in vari tessuti e cellule in tutto il corpo e ossidati e decomposti nei mitocondri delle cellule, liberando una grande quantità di energia. Il fegato e i muscoli sono i più attivi. Nel 1904, Knoop usò gli anelli di benzene come marcatori per tracciare la trasformazione degli acidi grassi negli animali e scoprì che quando i derivati ​​degli acidi grassi con numero dispari di carbonio venivano degradati, veniva rilevato acido ippurico nelle urine e, se erano derivati ​​di carbonio con numero pari, il fenilacetile è stato rilevato acido urico nelle urine. Si ipotizza che la degradazione delle catene aciliche degli acidi grassi avvenga nell'atomo di carbonio -, cioè ogni volta un'unità a due atomi di carbonio viene tagliata dalla catena degli acidi grassi. Esperimenti successivi hanno dimostrato che la teoria dell'ossidazione è corretta e che l'unità a due atomi di carbonio tagliata è l'acetil CoA. Gli acidi grassi devono essere attivati ​​prima di entrare nei mitocondri.
1) Attivazione degli acidi grassi;
2) L'acil CoA grasso entra nei mitocondri
3) -ossidazione dell'acil CoA grasso;
L'ossidazione dell'acil CoA grasso in acetil CoA comporta quattro reazioni: deidrogenazione, aggiunta di acqua, ri-deidrogenazione e solforazione. Ogni volta vengono prodotte una molecola di acetil CoA e un acil CoA grasso con 2 C in meno rispetto a quello originale. Viene eseguito il ciclo successivo di ossidazione e il ciclo si ripete.
4) Calcolo energetico dell'ossidazione degli acidi grassi
Una molecola di acido palmitico (C16) può produrre 8 acetil CoA, 7 NADH e 7 FADH2 dopo l'ossidazione 7 -. Ogni acetil CoA entra nel ciclo TCA per produrre 3 NADH, 1 FADH e 1 GTP e rilascia 2 molecole di CO2.
Quando i grassi vengono utilizzati come energia, l’organismo può ottenere anche una grande quantità di acqua. La gobba del cammello è un "magazzino" per immagazzinare il grasso, che può fornire sia l'energia che l'acqua necessaria.
Altre vie di ossidazione degli acidi grassi
(1) Ossidazione degli acidi grassi del carbonio con numero dispari. Il corpo umano contiene tracce di acidi grassi di carbonio con numero dispari e molte piante, organismi marini e lievito di petrolio contengono una certa quantità di acidi grassi di carbonio con numero dispari. Oltre a produrre acetil CoA, la sua ossidazione produce anche una molecola di propionil CoA, che viene convertita in succinil CoA sotto l'azione di -carbossilasi e isomerasi, e viene completamente ossidata attraverso la via del TCA.
(2) Ossidazione degli acidi grassi insaturi. Circa la metà degli acidi grassi nel corpo sono acidi grassi insaturi, in cui i doppi legami sono tutti nella configurazione cis. Non possono essere catalizzati dall'enoil-CoA idratasi, che catalizza l'aggiunta di acqua ai doppi legami trans. Pertanto, è necessaria la partecipazione dell'isomerasi e della reduttasi per consentire il proseguimento dell'ossidazione degli acidi grassi insaturi generali. Ad esempio, l'acido oleico è acido ottadecenoico (cis-△9), e anche l'acido oleico nel citoplasma viene attivato per generare oleoil CoA, che viene poi trasportato per generare oleoil CoA nella matrice mitocondriale, e poi subisce tre cicli di - ossidazione per generare 3 molecole di acetil CoA e cis-△3-dodecenoil CoA. Quest'ultimo viene convertito in trans-△2-dodecenoil CoA dall'isomerasi e L- -idrossiacil CoA viene generato dall'enoil CoA idratasi, quindi subisce cinque cicli di ossidazione per generare 6 molecole di acetil CoA, un totale di 9 molecole di acetil CoA.
L'ossidazione degli acidi grassi polinsaturi richiede anche la partecipazione di una speciale reduttasi.
Corpi chetonici
I corpi chetonici sono intermedi speciali generati dalla normale decomposizione degli acidi grassi nel fegato, tra cui l'acido acetoacetico (che rappresenta circa il 30%), l'acido -idrossibutirrico (acido -idrossibutirrico) e l'acido acetoacetico (che rappresenta circa il 30%). Il chetone rappresenta circa il 70% del peso corporeo totale) e una quantità molto piccola di acetone. Il livello di corpi chetonici nel sangue delle persone normali è molto basso, il che è un fenomeno normale per il corpo umano che utilizza l'ossidazione dei grassi per produrre energia. Tuttavia, in determinate condizioni fisiologiche (fame, digiuno) o patologiche (come il diabete), la fonte di zucchero o l’apporto di energia ossidativa vengono compromessi, la mobilitazione dei grassi viene aumentata e gli acidi grassi diventano la principale fonte di energia per il corpo umano. Se la quantità di corpi chetonici sintetizzati nel fegato supera la capacità dei tessuti extraepatici di utilizzare i corpi chetonici, l’equilibrio tra i due andrà perso e la concentrazione nel sangue sarà troppo elevata, portando a chetoacetemia e chetonuria. L'acido acetoacetico e l'acido -idrossibutirrico sono entrambi sostanze acide, quindi anche un grande accumulo di corpi chetonici nel corpo può causare acidosi.