Биохимична реакция на мастни киселини

Мастните киселини са неразтворими във вода. След като се свържат с албумина в кръвта (10:1), те се транспортират до различни тъкани и клетки в тялото и се окисляват и разлагат в митохондриите на клетките, освобождавайки голямо количество енергия. Най-активни са черният дроб и мускулите. През 1904 г. Knoop използва бензенови пръстени като маркери за проследяване на трансформацията на мастни киселини при животни и открива, че когато производните на нечетните въглеродни мастни киселини се разграждат, хипуровата киселина се открива в урината и ако те са четни въглеродни атоми, фенилацетил в урината се открива пикочна киселина. Спекулира се, че разграждането на ацилните вериги на мастни киселини става при -въглеродния атом, т.е. двувъглеродната единица се отрязва от веригата на мастната киселина всеки път. По-късни експерименти доказаха, че теорията за -окисление е правилна и че разрязаната двувъглеродна единица е ацетил КоА. Мастните киселини трябва да се активират преди да навлязат в митохондриите.
1) Активиране на мастни киселини;
2) Мастният ацил CoA навлиза в митохондриите
3) -окисление на мастен ацил КоА;
Окисляването на мастен ацил CoA до ацетил CoA включва четири реакции - дехидрогениране, добавяне на вода, повторно дехидрогениране и сулфуризация. Всеки път се произвежда една молекула ацетил CoA и мастен ацил CoA с 2 C по-малко от оригиналния. Следващият кръг на окисление се извършва и цикълът се повтаря.
4) Енергийно изчисляване на окислението на мастни киселини
Една молекула палмитинова киселина (C16) може да произведе 8 ацетил CoA, 7 NADH и 7 FADH2 след 7 -окисление. Всеки ацетил CoA влиза в цикъла на TCA, за да произведе 3 NADH, 1 FADH и 1 GTP и освобождава 2 молекули CO2.
Когато мазнините се използват като енергия, организмът може да получи и голямо количество вода. Гърбицата на камилата е "склад" за съхранение на мазнини, който може да осигури както енергия, така и необходимата вода.
Други пътища на окисляване на мастни киселини
(1) Окисляване на въглеродни мастни киселини с нечетен номер. Човешкото тяло съдържа следи от нечетни въглеродни мастни киселини, а много растения, морски организми и нефтени дрожди съдържат определено количество нечетни въглеродни мастни киселини. В допълнение към производството на ацетил CoA, неговото -окисление също така произвежда една молекула пропионил CoA, която се превръща в сукцинил CoA под действието на -карбоксилаза и изомераза и се окислява напълно по пътя на TCA.
(2) Окисляване на ненаситени мастни киселини. Около половината от мастните киселини в тялото са ненаситени мастни киселини, в които всички двойни връзки са в цис конфигурация. Те не могат да бъдат катализирани от еноил-КоА хидратаза, която катализира добавянето на вода към транс двойните връзки. Следователно е необходимо участието на изомераза и редуктаза, за да може да продължи окисляването на общите ненаситени мастни киселини. Например, олеиновата киселина е октадеценова киселина (цис-△9) и олеиновата киселина в цитоплазмата също се активира за генериране на олеоил CoA, който след това се транспортира за генериране на олеоил CoA в митохондриалната матрица и след това преминава през три кръга от - окисление за генериране на 3 молекули ацетил CoA и цис-△3-додеценоил CoA. Последният се превръща в транс-△2-додеценоил CoA от изомераза, а L- -хидроксиацил CoA се генерира от еноил CoA хидратаза и след това претърпява пет кръга на -окисление, за да се генерират 6 молекули ацетил CoA, общо 9 молекули ацетил КоА.
Окисляването на полиненаситените мастни киселини също изисква участието на специална редуктаза.
Кетонни тела
Кетонните тела са специални междинни продукти, генерирани от нормалното разграждане на мастни киселини в черния дроб, включително ацетооцетна киселина (представляваща около 30%), -хидроксимаслена киселина (-хидроксимаслена киселина) и ацетооцетна киселина (представляваща около 30%). Кетоните представляват около 70% от общото телесно тегло) и много малко количество ацетон. Нивото на кетонни тела в кръвта на нормалните хора е много ниско, което е нормално явление за човешкото тяло да използва окислението на мазнините за енергия. Въпреки това, при определени физиологични състояния (глад, гладуване) или патологични състояния (като диабет), източникът на захар или окислителното енергийно снабдяване е нарушено, мобилизацията на мазнини се засилва и мастните киселини стават основният източник на енергия за човешкото тяло. Ако количеството кетонни тела, синтезирани в черния дроб, надвишава способността на екстрахепаталните тъкани да използват кетонни тела, балансът между двете ще бъде загубен и концентрацията в кръвта ще бъде твърде висока, което ще доведе до кетоацетемия и кетонурия. Ацетооцетната киселина и -хидроксимаслената киселина са киселинни вещества, така че голямото натрупване на кетонови тела в тялото също може да причини ацидоза.