Syntéza mastných kyselín zahŕňa viacstupňovú syntézu mastné kyseliny na účely ukladania energie v organizme. Predstavuje iba jednu časť metabolizmus tukov, ktorý je zase integrovaný do celkového metabolizmu. Za normálnych stravovacích podmienok má syntéza mastných kyselín pre človeka menší význam, pretože strava už obsahuje tuky.
Čo je to syntéza mastných kyselín?
Mastné kyseliny sa skladujú v esterifikovanej forme ako tuky alebo oleje v špecifických bunkách určených na tento účel. Syntéza mastných kyselín je známa aj pod vedeckým názvom lipogenéza. Predstavuje anabolický, asimilačný metabolický proces, ktorý slúži na ukladanie energetických zásob pre organizmus. Toto sa týka baktérie a huby, ako aj na rastliny a zvieratá. Základom lipogenézy je prítomnosť niekoľkých dôležitých východiskových látok, vitamíny a enzýmy. Centrálnu pozíciu v syntéze zaujíma malonyl-CoA, ktorý je tvorený z acetyl-CoA karboxyláciou (pridaním uhlík oxid uhličitý) za enzymatických podmienok. Acetyl-CoA pochádza z rôznych metabolických dráh. Vyskytuje sa ako medziprodukt počas glykolýzy (cukor metabolizmu), počas degradácie mastných kyselín alebo počas metabolizmu bielkovín. S pomocou enzýmy (acetyl-CoA karboxyláza, syntetáza mastných kyselín), prenášače energie (ATP, ADP) a vitamíny (biotín, kyselina pantoténová) sa potom reguluje syntéza mastných kyselín.
Funkcia a úloha
Pre prežitie každého organizmu má ukladanie energie veľmi veľký význam. Na začiatku vývoja sa syntéza mastných kyselín ukázala ako ideálny spôsob ukladania energie. Mastné kyseliny sa skladujú v esterifikovanej forme ako tuky alebo oleje v špecifických bunkách určených na tento účel. Ostatné estery mastných kyselín tiež hrajú hlavnú úlohu pri vytváraní bunkových membrán. Na výrobu energetických zásob, mastných kyseliny sú esterifikované trojmocným alkohol glycerol. V bunkových membránach sú esterifikované fosfor-obsahujúce zlúčeniny. Ďalej mastné kyseliny tvoria základ pre syntézu cholesterolu a rôzne hormóny (pohlavné hormóny, glukokortikoidy, mineralokortikoidy). Chemicky predstavujú dlhý reťazec molekuly s uhlík reťazec a karboxylová skupina. Niekedy je reťaz rozvetvená. Dvojité väzby môžu byť tiež prítomné v uhlík reťaz z času na čas. Tie sú potom nenasýtené mastné kyseliny. Nasýtené mastné kyseliny obsahujú iba jednoduché väzby. Tieto malé rozdiely v štruktúre sú zodpovedné za veľký počet možných funkcií tejto skupiny látok. Ich hlavnou funkciou je však ukladanie energie. Východiskové látky pre syntézu mastných kyselín sa vyrábajú každou metabolickou cestou. Teda sacharidy, proteíny a tuky vždy počas svojej degradácie produkujú acetyl-CoA ako medziprodukt. V mitochondriesa acetyl-CoA degraduje na oxid uhličitý a voda na výrobu energie. Môže sa však použiť aj v cytoplazme na syntézu nových mastných kyselín. Za týmto účelom sa najskôr pomocou karboxylácie a energie prevedie na malonyl-CoA a ADP pomocou ATP vstrebávanie. Malonyl-CoA zase podlieha enzymatickej kondenzácii s acetyl-ACP. Výsledný butyryl-ACP sa opäť kondenzuje s malonyl-CoA. Tieto kondenzácie sa opakujú, kým sa nevytvoria mastné kyseliny s dĺžkou reťazca až 16 atómov uhlíka. Za normálnych podmienok má syntéza mastných kyselín u ľudí druhoradý význam. Je to okrem iného spôsobené tým, že strava zvyčajne obsahuje dostatočne veľký podiel tuku. Teda tuky prítomné v strava sa štiepia na mastné kyseliny a v prípade potreby sa esterifikujú späť na tuk. Okrem toho vo vyváženej strave je vyvážený aj príjem energie a energetická náročnosť. V minulosti však často dochádzalo k obdobiam hladu, takže telo muselo v čase nadmerného prísunu prijímať viac energie vo forme potravy, aby si mohlo ukladať tukové zásoby pre potreby. To isté platí aj dnes pre zvieratá, ktoré musia zimovať, aby prežili zimu. Pre nich má syntéza mastných kyselín veľký význam, pretože pri tvorbe tukových zásob sú navyše závislé od potravy bohatej na uhľohydráty.
Choroby a choroby
V súvislosti zdravie problémy zohrávajú nadmerná aj nedostatočná produkcia mastných kyselín. V súčasnosti sú choroby súvisiace so stravou čoraz bežnejšie. V čase nadbytku potravy počet nadváha alebo dokonca obéznych ľudí pribúda čoraz viac. V dôsledku vysokokalorickej a vysokosacharidovej diéty sa v tele podporuje syntéza mastných kyselín. Za normálnych okolností by dnes mala biosyntéza mastných kyselín hrať iba malú úlohu. Ale kvôli nadmernému prísunu potravín stres alebo psychologické problémy, ľudia často jedia príliš veľa. Výsledný obezita predstavuje pre EÚ veľké výzvy zdravie systém starostlivosti. Následné choroby zahŕňajú cukrovka melitus, artérioskleróza, srdcovo-cievne ochorenia, demencie alebo iné degeneratívne choroby. Tomuto trendu môže čeliť iba zdravý životný štýl s nízkym obsahom sacharidov a telesným cvičením. Okrem toho by mal byť opäť príjem energie a jej spotreba vyvážiť, Hormón inzulín riadi príjem glukóza do buniek na výrobu energie. Ak sa však spotrebuje menej energie, ako sa uvoľní, inzulín je zodpovedný za podporu syntézy mastných kyselín. V takom prípade glukóza je smerovaný do tukových buniek, kde okamžite začína tvorba nových mastných kyselín. Čím viac je tukové tkanivo naplnené tukom, tým menej efektívne inzulín sa stáva. Zložitými metabolickými procesmi sa znižuje počet inzulínových receptorov na bunkových membránach. Výsledkom je nárast krv glukóza hladiny a zvýšenie produkcie inzulínu, kým sa to v prípade potreby úplne nezastaví. Týmto sa tiež zastaví syntéza mastných kyselín. Na výrobu energie sa lipolýza v tukových bunkách zintenzívňuje so zvýšenou tvorbou ketónového tela, čo spôsobuje krv prekysliť a môže viesť na diabetická kóma.
