Biochemická reakce mastných kyselin

Mastné kyseliny jsou ve vodě nerozpustné. Po navázání na albumin v krvi (10:1) jsou transportovány do různých tkání a buněk po celém těle a oxidovány a rozkládány v mitochondriích buněk, přičemž se uvolňuje velké množství energie. Nejaktivnější jsou játra a svaly. V roce 1904 Knoop použil benzenové kruhy jako markery ke sledování přeměny mastných kyselin u zvířat a zjistil, že když byly degradovány deriváty uhlíkatých mastných kyselin s lichým číslem, byla v moči detekována kyselina hippurová, a pokud šlo o uhlíky se sudým počtem, fenylacetyl v moči byla zjištěna kyselina močová. Spekuluje se, že k degradaci acylových řetězců mastných kyselin dochází na atomu uhlíku, to znamená, že se z řetězce mastné kyseliny pokaždé odřízne dvouuhlíková jednotka. Pozdější experimenty prokázaly, že teorie -oxidace je správná a odříznutá dvouuhlíková jednotka je acetyl CoA. Mastné kyseliny musí být aktivovány před vstupem do mitochondrií.
1) Aktivace mastných kyselin;
2) Mastný acyl CoA vstupuje do mitochondrií
3) -oxidace mastného acylu CoA;
Oxidace mastného acylu CoA na acetyl CoA zahrnuje čtyři reakce - dehydrogenaci, přidání vody, re-dehydrogenaci a sulfurizaci. Pokaždé se vytvoří jedna molekula acetyl CoA a mastný acyl CoA s o 2 méně C než původní. Provede se další kolo oxidace a cyklus se opakuje.
4) Energetický výpočet oxidace mastných kyselin
Jedna molekula kyseliny palmitové (C16) může po 7 -oxidaci produkovat 8 acetyl CoA, 7 NADH a 7 FADH2. Každý acetyl CoA vstupuje do cyklu TCA za vzniku 3 NADH, 1 FADH a 1 GTP a uvolňuje 2 molekuly CO2.
Při využití tuku jako energie může organismus získat i velké množství vody. Velbloudí hrb je „skladištěm“ pro ukládání tuku, který může poskytnout jak energii, tak potřebnou vodu.
Jiné cesty oxidace mastných kyselin
(1) Oxidace uhlíkatých mastných kyselin s lichým číslem. Lidské tělo obsahuje stopová množství uhlíkatých mastných kyselin s lichým číslem a mnoho rostlin, mořských organismů a ropných kvasinek obsahuje určité množství uhlíkatých mastných kyselin s lichým číslem. Kromě produkce acetyl CoA vzniká jeho oxidací také jedna molekula propionyl CoA, která se působením -karboxylázy a izomerázy přemění na sukcinyl CoA a je zcela oxidována cestou TCA.
(2) Oxidace nenasycených mastných kyselin. Asi polovina mastných kyselin v těle jsou nenasycené mastné kyseliny, ve kterých jsou všechny dvojné vazby v cis konfiguraci. Nemohou být katalyzovány enoyl-CoA hydratázou, která katalyzuje adici vody na trans dvojné vazby. Proto je nutná účast izomerázy a reduktázy, aby mohla probíhat oxidace obecných nenasycených mastných kyselin. Například kyselina olejová je kyselina oktadecenová (cis-△9) a kyselina olejová v cytoplazmě je také aktivována, aby generovala oleoyl CoA, který je pak transportován, aby generoval oleoyl CoA v mitochondriální matrici, a poté prochází třemi cykly - oxidací za vzniku 3 molekul acetyl CoA a cis-△3-dodecenoyl CoA. Ten je izomerázou přeměněn na trans-△2-dodecenoyl CoA a L- -hydroxyacyl CoA je generován enoyl CoA hydratázou a poté prochází pěti cykly oxidace za vzniku 6 molekul acetyl CoA, celkem 9 molekul acetyl CoA.
Oxidace polynenasycených mastných kyselin vyžaduje také účast speciální reduktázy.
Ketonová tělíska
Ketolátky jsou speciální meziprodukty, které vznikají normálním rozkladem mastných kyselin v játrech, včetně kyseliny acetoctové (přibližně 30 %), kyseliny hydroxymáselné (kyseliny hydroxymáselné) a kyseliny acetoctové (přibližně 30 %). Keton tvoří asi 70 % celkové tělesné hmotnosti) a velmi malé množství acetonu. Hladina ketolátek v krvi normálních lidí je velmi nízká, což je normální jev, že lidské tělo využívá oxidaci tuků na energii. Za určitých fyziologických stavů (hlad, půst) nebo patologických stavů (jako je cukrovka) je však zdroj cukru nebo zásobování oxidativní energií narušen, mobilizace tuků se zvyšuje a mastné kyseliny se stávají hlavním zdrojem energie pro lidský organismus. Pokud množství ketolátek syntetizovaných v játrech překročí schopnost extrahepatálních tkání využívat ketolátky, dojde ke ztrátě rovnováhy mezi těmito dvěma a koncentrace v krvi bude příliš vysoká, což vede ke ketoacetemii a ketonurii. Kyselina acetoctová a kyselina -hydroxymáselná jsou kyselé látky, takže velká akumulace ketolátek v těle může také způsobit acidózu.