Rasvhapete biokeemiline reaktsioon

Rasvhapped on vees lahustumatud. Pärast veres albumiiniga seondumist (10:1) transporditakse need kogu keha erinevatesse kudedesse ja rakkudesse ning oksüdeeritakse ja lagunevad rakkude mitokondrites, vabastades suurel hulgal energiat. Maks ja lihased on kõige aktiivsemad. 1904. aastal kasutas Knoop benseenirõngaid markeritena, et jälgida rasvhapete muundumist loomadel ja leidis, et paaritu süsiniku rasvhapete derivaatide lagunemisel tuvastati uriinis hippuurhape ja kui need olid paarisarvulised süsinikud, siis fenüülatsetüül. kusihapet tuvastati uriinis. Spekuleeritakse, et rasvhapete atsüülahelate lagunemine toimub -süsiniku aatomi juures, see tähendab, et iga kord lõigatakse rasvhappeahelast ära kahesüsinikuline ühik. Hilisemad katsed tõestasid, et oksüdatsiooniteooria on õige ja lõigatud kahe süsiniku ühik on atsetüül-CoA. Enne mitokondritesse sisenemist tuleb rasvhapped aktiveerida.
1) Rasvhapete aktiveerimine;
2) Rasv-atsüül-CoA siseneb mitokondritesse
3) -rasvatsüül-CoA oksüdeerimine;
Rasv-atsüül-CoA oksüdeerimine atsetüül-CoA-ks hõlmab nelja reaktsiooni – dehüdrogeenimine, vee lisamine, taasdehüdrogeenimine ja vääveldamine. Iga kord toodetakse üks atsetüül-CoA molekul ja rasvatsüül-CoA, mille C-sisaldus on 2 vähem kui algses. Viiakse läbi järgmine oksüdatsioonivoor ja tsükkel kordub.
4) Rasvhapete oksüdatsiooni energiaarvutus
Üks palmitiinhappe molekul (C16) võib pärast 7 -oksüdatsiooni toota 8 atsetüül-CoA, 7 NADH ja 7 FADH2. Iga atsetüül-CoA siseneb TCA tsüklisse, et toota 3 NADH, 1 FADH ja 1 GTP, ning vabastab 2 CO2 molekuli.
Kui rasva kasutatakse energiana, saab organism kätte ka suure koguse vett. Kaameli küür on "ladu" rasvade hoidmiseks, kust saab nii energiat kui ka vajalikku vett.
Muud rasvhapete oksüdatsiooni teed
(1) Paaritute süsiniku rasvhapete oksüdeerimine. Inimkeha sisaldab vähesel määral paaritu numbriga süsinikrasvhappeid ning paljud taimed, mereorganismid ja naftapärm sisaldavad teatud koguses paaritu numbriga süsinikrasvhappeid. Lisaks atsetüül-CoA tootmisele tekib selle oksüdeerimisel ka üks propionüül-CoA molekul, mis muundub suktsinüül-CoA-ks -karboksülaasi ja isomeraasi toimel ning oksüdeerub täielikult TCA raja kaudu.
(2) Küllastumata rasvhapete oksüdeerimine. Umbes pooled kehas leiduvatest rasvhapetest on küllastumata rasvhapped, milles kaksiksidemed on kõik cis-konfiguratsioonis. Neid ei saa katalüüsida enoüül-CoA hüdrataasiga, mis katalüüsib vee lisamist trans-kaksiksidemetele. Seetõttu on üldiste küllastumata rasvhapete oksüdeerumise võimaldamiseks vajalik isomeraasi ja reduktaasi osalemine. Näiteks oleiinhape on oktadetseenhape (cis-△9) ja oleiinhape tsütoplasmas aktiveeritakse ka oleoüül-CoA tekkeks, mis seejärel transporditakse oleoüül-CoA tekkeks mitokondriaalses maatriksis ja seejärel läbib kolm tsüklit. oksüdatsioon, et tekitada 3 molekuli atsetüül-CoA ja cis-△3-dodetsenoüül-CoA. Viimane muudetakse isomeraasi toimel trans-△2-dodetsenoüül-CoA-ks ja L- -hüdroksüatsüül-CoA genereeritakse enoüül-CoA hüdrataasi poolt ning seejärel läbib see viis oksüdatsiooniringi, et tekitada 6 atsetüül-CoA molekuli, kokku 9 atsetüül-CoA molekuli.
Polüküllastumata rasvhapete oksüdeerimine nõuab ka spetsiaalse reduktaasi osalemist.
Ketoonkehad
Ketoonkehad on spetsiaalsed vahesaadused, mis tekivad rasvhapete normaalsel lagunemisel maksas, sealhulgas atsetoäädikhape (umbes 30%), -hüdroksüvõihape (-hüdroksübutüürhape) ja atsetoäädikhape (umbes 30%). Ketoon moodustab umbes 70% kogu kehamassist) ja väga väike kogus atsetooni. Normaalsete inimeste veres on ketokehade tase väga madal, mis on normaalne nähtus, et inimkeha kasutab energia saamiseks rasvade oksüdatsiooni. Teatud füsioloogiliste seisundite (nälg, paastumine) või patoloogiliste seisundite (näiteks diabeet) korral on aga suhkruallikas või oksüdatiivne energiavarustus häiritud, rasvade mobiliseerumine paraneb ja rasvhapped muutuvad inimkeha peamiseks energiaallikaks. Kui maksas sünteesitud ketokehade hulk ületab maksaväliste kudede võimet ketokehade ära kasutada, kaob nende kahe tasakaal ja vere kontsentratsioon on liiga kõrge, mis põhjustab ketoatseteemiat ja ketonuuriat. Atsetoäädikhape ja -hüdroksüvõihape on mõlemad happelised ained, seega võib ketoonkehade suur kuhjumine organismis põhjustada ka atsidoosi.