Οξείδωση λιπαρού οξέος

ο Οξείδωση λιπαρού οξέος ή Καύση λίπους έχει τη μεγαλύτερη σημασία του στην παραγωγή ενέργειας για πολλές διαδικασίες στο σώμα. Πραγματοποιείται στα μιτοχόνδρια σχεδόν όλων των κυττάρων. Διαφορετικές ορμόνες, άσκηση και ορισμένα συστατικά μιας ισορροπημένης διατροφής μπορούν να διεγείρουν την καύση λίπους.

Τι είναι η οξείδωση λιπαρών οξέων;

Αυστηρά, η οξείδωση λιπαρών οξέων είναι μια χημική αντίδραση στην οποία το λιπαρό οξύ απελευθερώνει ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια. Αυτά αναλαμβάνονται από έναν άλλο συνεργάτη αντίδρασης, τον δέκτη ηλεκτρονίων (Λατινικά, accipere, για αποδοχή).

Στη βιοχημεία, αυτές οι μεταβολικές αντιδράσεις συνοψίζονται με τον όρο οξείδωση λίπους, οι οποίες συμβάλλουν στην παροχή ενέργειας ως b-οξείδωση, a-οξείδωση ή w-οξείδωση. Αυτές οι τρεις μορφές διαφέρουν ως προς το άτομο άνθρακα στο οποίο λαμβάνει χώρα η οξείδωση. Η β-οξείδωση (βήτα-οξείδωση) είναι η πιο σημαντική, με το "βήτα" να δείχνει ότι οι αντιδράσεις λαμβάνουν χώρα στο τρίτο άτομο άνθρακα του λιπαρού οξέος.

Η οξείδωση λιπαρών οξέων ενισχύεται από αρκετές ορμόνες. Οι αυξητικές ορμόνες, η γλυκαγόνη ως ανταγωνιστής της ινσουλίνης και οι θυρεοειδικές ορμόνες καθώς και η αδρεναλίνη αποτελούν μέρος αυτής. Επιπλέον, διάφορες ουσίες που παρέχονται στο σώμα μέσω μιας ισορροπημένης διατροφής προάγουν την καύση λίπους. Η καρνιτίνη διευκολύνει τη μεταφορά στα κύτταρα, το μαγνήσιο απαιτείται για τη δράση διαφόρων ενζύμων και από το αμινοξύ μεθειονίνη, μαζί με τη λυσίνη και παρουσία βιταμίνης C, το σώμα μπορεί να παράγει καρνιτίνη από μόνη της.

Λειτουργία & εργασία

Η καύση λίπους διασφαλίζει ότι το σώμα μας έχει αρκετή ενέργεια για τις αδιάκοπες διαδικασίες κτιρίου, διάσπασης και αναδιάρθρωσης. Η οξείδωση του λίπους συμβαίνει στα μιτοχόνδρια των κυττάρων. Αυτά τα οργανικά κύτταρα επομένως περιγράφονται επίσης ως σταθμοί παραγωγής ενέργειας των κυττάρων.

Η οξείδωση λιπαρών οξέων λαμβάνει χώρα σε διάφορα στάδια. Πρώτον, το λιπαρό οξύ πρέπει να ενεργοποιηθεί με τη συμμετοχή του συνενζύμου Α ως βασικό μόριο. Αυτό το ενεργοποιημένο λιπαρό οξύ εισέρχεται στο μιτοχόνδριο με τη βοήθεια διαφόρων τρανσφερασών καρνιτίνης. Οι τρανσφεράσες είναι ένζυμα που μεταφέρουν χημικές ομάδες. Η καρνιτίνη παίζει σημαντικό ρόλο σε αυτήν τη μεταφορά. Στον τομέα της φυσικής κατάστασης, η καρνιτίνη χρησιμοποιείται ως συμπλήρωμα διατροφής επειδή τα μυϊκά κύτταρα την χρειάζονται για παραγωγή ενέργειας.

Μόλις στα μιτοχόνδρια, αρχίζει η πραγματική κατανομή. Υπόκειται σε μια επαναλαμβανόμενη ακολουθία σταδίων αντίδρασης που τελειώνει όταν έχει σχηματιστεί το τελικό προϊόν ακετύλιο CoA. Ανάλογα με τη δομή του λιπαρού οξέος (αριθμός ατόμων άνθρακα, ομοιόμορφα ή περίεργα, κορεσμένα ή ακόρεστα λιπαρά οξέα), απαιτούνται επιπλέον βήματα. Τα μη ομοιόμορφα λιπαρά οξέα δημιουργούν ένα προϊόν που μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο για παραγωγή ενέργειας μετά τη μετατροπή σε μια πρόσθετη αντίδραση στον επόμενο κύκλο κιτρικού οξέος.

Η οξείδωση του λίπους συνεχίζεται στο σώμα, αλλά σε διάφορους βαθμούς. Καθορίζεται από την ανάγκη για ενέργεια και εξαρτάται από τη φυσική δραστηριότητα. Η καύση λίπους ενεργοποιείται με αυξανόμενη διάρκεια άσκησης. Στην αρχή της φυσικής δραστηριότητας, διάφορες ορμόνες διασφαλίζουν αυξημένη λιπόλυση, δηλαδή τη διάσπαση των λιπών σε λιπαρά οξέα στους μύες και τον λιπώδη ιστό. Τα λίπη μπορούν να προέρχονται από τα τρόφιμα και από τον λιπαρό ιστό του σώματος. Η ορμόνη αδρεναλίνη συμβάλλει στην αύξηση της λιπόλυσης. Η κατανάλωση πλούσια σε υδατάνθρακες δίαιτα αυξάνει τα επίπεδα ινσουλίνης, μειώνοντας έτσι την οξείδωση του λίπους.

Πολλές μελέτες έχουν εξετάσει τους παράγοντες που οδηγούν σε αυξημένη καύση λίπους. Ειδικά στον κλάδο της φυσικής κατάστασης και στα προγράμματα μείωσης βάρους, συμβουλεύονται βασικά στοιχεία όπως το Fatmax (μέγιστο ποσοστό καύσης λίπους) και αναπτύσσονται ειδικές δοκιμές για τον προσδιορισμό τους. Εκτός από το επίπεδο της προπόνησης, η ένταση και η διάρκεια της άσκησης επηρεάζουν το ρυθμό του μεταβολισμού του λίπους. Οι έντονες ατομικές διακυμάνσεις καθιστούν δύσκολη την πρόβλεψη του είδους σωματικής δραστηριότητας που θα οδηγήσει στη μέγιστη καύση λίπους σε κάθε άτομο.

Ασθένειες και παθήσεις

Η περιορισμένη οξείδωση λιπαρών οξέων είναι πιο συχνή σε άτομα που είναι υπέρβαρα. Η παγκρεατική ορμόνη ινσουλίνη συμβάλλει σε αυτό επειδή διεγείρει τα λιπώδη κύτταρα να αποθηκεύουν λίπος και αναστέλλουν την καύση λίπους. Τα υπέρβαρα άτομα με πολύ υψηλές συγκεντρώσεις ινσουλίνης δυσκολεύονται επομένως να μειώσουν το βάρος λόγω απώλειας λίπους.

Επιπλέον, υπάρχουν συγγενείς διαταραχές στην οξείδωση λιπαρών οξέων. Σημαντικά ένζυμα για τη μεταφορά και μετατροπή των λιπαρών οξέων λείπουν ή δεν είναι επαρκώς διαθέσιμα. Ως αποτέλεσμα, διαταράσσεται η κατανομή και, συνεπώς, η παραγωγή ενέργειας. Επιπλέον, συσσωρεύονται ενδιάμεσα προϊόντα που δεν έχουν αντιδράσει, τα οποία προκαλούν τοξικές αντιδράσεις στους μυς, στον εγκέφαλο και στο ήπαρ. Μία ομάδα ασθενειών επηρεάζει το μεταβολισμό της καρνιτίνης. Εάν υπάρχει πολύ λίγη καρνιτίνη στους νεφρούς και τους μύες, λιγότερα λιπαρά οξέα απορροφώνται στα κύτταρα αυτών των οργάνων. Στην προσχολική ηλικία, τα προσβεβλημένα παιδιά παρουσιάζουν μυϊκή αδυναμία και δυσλειτουργική καρδιά (καρδιακή ανεπάρκεια).

Η κατάσταση επιδεινώνεται ιδιαίτερα δραματικά μετά από νηστεία ή μετά από διάρροια. Αυτές οι διαταραχές αντιμετωπίζονται με την παροχή καρνιτίνης, συχνά ως ένεση. Εάν η μεταφορά τρανσφεράσης (ανεπάρκεια καρνιτίνης παλμιτοϋλο τρανσφεράσης 1) επηρεάζεται, τα παιδιά εμφανίζουν βλάβη στο ήπαρ και στον εγκέφαλο σε νεαρή ηλικία.

Μια άλλη διαταραχή επηρεάζει έναν άλλο τύπο, την καρνιτίνη παλμιτοϋλο τρανσφεράση 2. Τα αποτελέσματα αυτής της ανεπάρκειας εμφανίζονται στην εφηβεία ή την ενηλικίωση ως μυϊκή αδυναμία μετά από άγχος, λοιμώξεις και διαλείμματα τροφής. Μια δίαιτα με χαμηλά λιπαρά, υψηλή περιεκτικότητα σε υδατάνθρακες και πρόσθετα τριγλυκερίδια βελτιώνουν την κατάσταση.

Εάν η μιτοχονδριακή αντίδραση επηρεάζεται παρά η πραγματική βήτα οξείδωση, αυτό μπορεί να προκληθεί από ένα ελάττωμα στο ένζυμο της αφυδρογονάσης. Εάν η αφυδρογονάση μεσαίας αλυσίδας ακυλο-CoA (ανεπάρκεια MCAD) δεν είναι διαθέσιμη σε επαρκείς ποσότητες, απειλητικές για τη ζωή καταστάσεις προκύπτουν εάν αφεθούν χωρίς θεραπεία. Η έλλειψη αφυδρογονάσης, οι οποίες μετατρέπουν λιπαρά οξέα πολύ μακράς αλυσίδας (ανεπάρκεια VLCAD), οδηγεί σε βλάβη που επηρεάζει την καρδιά και οδηγεί σε μείωση της συγκέντρωσης σακχάρου στο αίμα. Ως θεραπεία, οι ασθενείς με αμφότερες τις μορφές ανεπάρκειας αφυδρογονάσης λαμβάνουν μεγάλες ποσότητες υδατανθράκων και ένα μείγμα λιπαρών οξέων μεσαίου ή μεγαλύτερου μήκους προσαρμοσμένου στην αιτία της νόσου.