METABOLISMUS TUKU

Úvod do metabolismu tuků

• Mgr. Jana Juříková, Ph.D.
• Katedra pohybových aktivit a zdraví, Fakulta sportovních studií, Masarykova univerzita

Definice tuků

• Tuky (neutrální lipidy) jsou tvořeny triacylglyceroly (TAG):
  • Vzorec:
    $ext{CH}<em>2 ext{O-E-R}</em>1$
    $ext{H-C-O-C}<em>2 ext{R}</em>2$
    $ext{CH}<em>2 ext{-O-C}</em>3 ext{R}_3$
  • R1, R2, R3 představují vyšší mastné kyseliny

Trávení tuků

• Triacylglyceroly jsou neutrální tuky a patří mezi lipidy.
• Trávení tuků začíná v žaludku působením žaludeční lipasy.
• Intenzivní štěpení tuků probíhá v duodenu (dvanáctníku).
  • Tuky jsou emulgovány žlučovými kyselinami.
  • Štěpení pankreatickou lipasou vedoucí k:
  • Produkty:
    • 2-monoacylglycerol a 2 volné vyšší mastné kyseliny
    • Nebo glycerol a 3 volné vyšší mastné kyseliny

Hydrolytické štěpení tuků

• Štěpení tuků pomocí lipas na glycerol a vyšší mastné kyseliny.
• Glycerol se zapojuje do glykolýzy.
• Odbourávání mastných kyselin:
  1. Aktivace mastných kyselin
  2. Transport přes mitochondriální membránu
  3. Sled reakcí v mitochondriích – známé jako Linenova spirála

Pankreatická lipasa

• Pankreatická lipasa štěpí triacylglyceroly (TAG) na:
  • 2-monoacylglycerol (MAG) a 2 volné vyšší mastné kyseliny
  • Mezi molekulami probíhá hydrolýza esterových vazeb.

Další štěpení lipidů

• V duodenu se také štěpí:
  • Fosfolipidy → lysofosfolipy a mastné kyseliny.
  • Estery cholesterolu → volný cholesterol a mastné kyseliny.
• Všechny lipidové složky vstupují difuzí do buněk střevní sliznice.
• Vznikají směsné micely, pro které jsou potřebné žlučové kyseliny,
• Lipofilní vitaminy jsou také resorbovány s lipidy.

Transport mastných kyselin

• Mastné kyseliny s kratším řetězcem (10-12 C) přecházejí z buněk střevní sliznice přímo do krve skrze portální oběh do jater.
• Většina lipidů je zabudována do chylomikronů, které obsahují bílkovinné složky.
• Chylomikrony transportují lipofilní vitaminy do lymfy a odtud do krve.

Zapojení glycerolu do glykolýzy

• Glycerol se zapojuje do glykolýzy:
  • Proces zahrnuje:
  • $ext{CH}_2 - ext{O - P}$ (ATP → ADP)
  • Přeměna na glyceraldehyd-3-fosfát.

Glykolýza

• Anaerobní odbourávání sacharidů.
• Klíčové reakce zahrnují:
  • Glukóza, ATP, ADP.

Odbourávání mastných kyselin – β-oxidace

• Mastné kyseliny musí být aktivovány vazbou na koenzym A.
• Energie je získána hydrolýzou z 2 ATP.
• Transport do mitochondrií ve vazbě na karnitin:
  1. Přes mitochondriální membránu.

β-oxidace - Linenova spirála

• Probíhá v mitochondriích.
• Zahrnuje cytoplasmatické enzymatické reakce.

Biosyntéza mastných kyselin

• Mastné kyseliny jsou přijímány z potravy nebo syntetizovány v organismu.
• Výchozí látka pro syntézu: Acetyl-CoA.
• Hlavním místem syntézy tuků jsou tukové buňky a játra.
• Syntéza mastných kyselin probíhá po jídle.

Proces biosyntézy tuků

1. Tvorba malonyl-CoA.
2. Skládání dvouuhlíkatých štěpů, vznik mastných kyselin.
3. Navázání mastných kyselin na glycerol.

Tvorba malonyl-CoA

• Tvorba probíhá:
  • $ext{Acetyl-CoA} + ext{ATP} + ext{CO}<em>2 + ext{H}</em>2 ext{O} <br /> ightarrow ext{Malonyl-CoA}$
  • Vzniká ADP a Pi.

Skládání dvouhlíkatých štěpů

• Přívod NADPH.
• Proces vedoucí k uzavření řetězců mastných kyselin.

Syntéza triacylglycerolů

• Triacylglyceroly jsou syntetizovány esterifikací glycerol-3-fosfátu mastnými kyselinami.
• Mastné kyseliny se účastní esterifikačních reakcí v aktivované formě vázané na koenzym A.
• Synthese triacylglycerolů probíhá zejména v tukové tkáni, játrech a střevní sliznici.
• Glycerol-3-fosfát vzniká redukcí dihydroxyacetonfosfátu (meziprodukt glykolýzy).
• Triacylglyceroly mohou vznikat z odbourávání sacharidů.
• Triacylglyceroly v játrech se transportují do krve jako VLDL a do tukových buněk se ukládají jako zásobní tuk.
• Při poklesu hladiny glukózy v krvi se mastné kyseliny uvolňují do krve a podléhají β-oxidaci pro produkci energie.