Tổng hợp axit béo

Các Tổng hợp axit béo bao gồm quá trình tổng hợp nhiều giai đoạn của axit béo nhằm mục đích dự trữ năng lượng trong cơ thể sinh vật. Nó chỉ đại diện cho một phần của quá trình chuyển hóa chất béo, do đó được tích hợp vào quá trình trao đổi chất tổng thể. Trong điều kiện chế độ ăn uống bình thường, sự tổng hợp axit béo ít quan trọng hơn đối với con người, vì chế độ ăn uống đã chứa chất béo.

Tổng hợp axit béo là gì?

Tổng hợp axit béo còn được gọi dưới tên khoa học là lipogenesis. Nó thể hiện quá trình trao đổi chất đồng hóa, đồng hóa, phục vụ cho việc tích trữ năng lượng dự trữ cho sinh vật. Điều này áp dụng cho vi khuẩn và nấm cũng như thực vật và động vật.

Lipogenesis dựa trên sự hiện diện của một số hợp chất khởi đầu quan trọng, vitamin và enzym. Malonyl-CoA, được hình thành từ acetyl-CoA bằng cách carboxyl hóa (bổ sung carbon dioxide) trong điều kiện enzym, đóng vai trò trung tâm trong quá trình tổng hợp. Acetyl-CoA đến từ các con đường trao đổi chất khác nhau. Nó xảy ra như một sản phẩm trung gian trong quá trình đường phân (chuyển hóa đường), trong quá trình phân hủy axit béo hoặc trong chuyển hóa protein. Với sự trợ giúp của các enzym (acetyl-CoA-carboxylase, axit béo synthetase), chất mang năng lượng (ATP, ADP) và vitamin (biotin, axit pantothenic), quá trình tổng hợp axit béo được kiểm soát.

Chức năng & nhiệm vụ

Việc lưu trữ năng lượng là rất quan trọng đối với sự tồn tại của bất kỳ sinh vật nào. Tổng hợp axit béo nổi lên như một cách lý tưởng để dự trữ năng lượng ở giai đoạn đầu của quá trình tiến hóa. Các axit béo được lưu trữ ở dạng este hóa dưới dạng chất béo hoặc dầu trong các tế bào nhất định được cung cấp cho mục đích này. Các este axit béo khác cũng rất quan trọng trong việc xây dựng màng tế bào.

Để sản xuất các thiết bị lưu trữ năng lượng, các axit béo được este hóa với glyxerol rượu trihydric. Chúng được este hóa với các hợp chất chứa phốt pho trong màng tế bào. Hơn nữa, các axit béo tạo cơ sở cho sự tổng hợp cholesterol và các hormone khác nhau (hormone sinh dục, glucocorticoid, mineralocorticoid).

Về mặt hóa học, chúng đại diện cho các phân tử chuỗi dài với một chuỗi cacbon và một nhóm cacboxyl. Đôi khi chuỗi cũng phân nhánh. Đôi khi, các liên kết đôi cũng có thể có trong chuỗi cacbon. Sau đó, nó là các axit béo không bão hòa. Các axit béo bão hòa chỉ chứa các liên kết đơn.

Những khác biệt nhỏ về cấu trúc này là nguyên nhân dẫn đến vô số chức năng có thể có của nhóm chất này. Tuy nhiên, chức năng chính của chúng là lưu trữ năng lượng.Các chất khởi đầu để tổng hợp axit béo được tạo ra thông qua mọi con đường trao đổi chất. Acetyl-CoA luôn được hình thành như một sản phẩm trung gian từ carbohydrate, protein và chất béo khi chúng bị phân hủy. Trong ty thể, acetyl-CoA được phân hủy thành carbon dioxide và nước đồng thời tạo ra năng lượng.

Tuy nhiên, nó cũng có thể được sử dụng trong tế bào chất để tổng hợp mới các axit béo. Để làm được điều này, trước tiên nó được chuyển đổi thành malonyl-CoA và ADP với sự trợ giúp của ATP, với quá trình carboxyl hóa và hấp thụ năng lượng. Đến lượt mình, Malonyl-CoA chịu sự ngưng tụ của enzym với acetyl-ACP. Butyryl-ACP tạo thành lại được ngưng tụ với malonyl-CoA. Các quá trình ngưng tụ này được lặp lại cho đến khi tạo ra các axit béo có chiều dài chuỗi lên đến 16 nguyên tử cacbon.

Trong điều kiện bình thường, tổng hợp axit béo chỉ có tầm quan trọng nhỏ ở người. Một trong những lý do cho điều này là thức ăn thường chứa một tỷ lệ chất béo đủ lớn. Bằng cách này, chất béo có trong thực phẩm được phân hủy thành các axit béo và nếu cần thiết sẽ được este hóa trở lại thành chất béo. Hơn nữa, với một chế độ ăn uống cân bằng, cung cấp năng lượng và nhu cầu năng lượng được cân bằng.

Tuy nhiên, trước đây, thường có những giai đoạn đói khiến cơ thể phải tiếp nhận nhiều năng lượng dưới dạng thức ăn hơn khi có quá nhiều thức ăn để tích trữ chất béo dự trữ cho những lúc cần thiết. Ngày nay điều này vẫn đúng đối với những loài động vật phải ngủ đông để sống sót qua mùa đông. Đối với họ, tổng hợp axit béo có tầm quan trọng lớn vì họ cũng phụ thuộc vào thức ăn giàu carbohydrate để tích trữ chất béo.

Bệnh tật & ốm đau

Liên quan đến các vấn đề sức khỏe, cả việc sản xuất axit béo quá mức và không đủ đều đóng một vai trò quan trọng. Ngày nay, các bệnh liên quan đến chế độ ăn uống ngày càng phổ biến. Trong thời buổi thừa lương thực, số lượng người thừa cân, thậm chí béo phì ngày càng nhiều. Kết quả của một chế độ ăn nhiều calo và nhiều carbohydrate, quá trình tổng hợp axit béo được tăng cường trong cơ thể.

Thông thường, quá trình sinh tổng hợp các axit béo nên ngày nay chỉ đóng vai trò phụ. Nhưng ăn quá nhiều thường do ăn quá nhiều, căng thẳng hoặc các vấn đề sức khỏe tâm thần.

Tình trạng béo phì gây ra những thách thức lớn đối với lĩnh vực chăm sóc sức khỏe. Các bệnh thứ phát như đái tháo đường, xơ cứng động mạch, các bệnh tim mạch, sa sút trí tuệ hoặc các bệnh thoái hóa khác.

Xu hướng này chỉ có thể được chống lại thông qua lối sống lành mạnh với thực phẩm ít carbohydrate và hoạt động thể chất. Ngoài ra, năng lượng tiêu thụ và năng lượng tiêu thụ cần được cân bằng trở lại.

Hormone insulin kiểm soát sự hấp thụ glucose vào tế bào để sản xuất năng lượng. Tuy nhiên, khi năng lượng được sử dụng ít hơn so với năng lượng được cung cấp, insulin có trách nhiệm thúc đẩy quá trình tổng hợp axit béo. Trong trường hợp này, đường glucose được chuyển vào các tế bào mỡ, nơi bắt đầu ngay lập tức hình thành các axit béo mới.

Các mô mỡ càng chứa nhiều chất béo, insulin càng trở nên kém hiệu quả. Quá trình trao đổi chất phức tạp làm giảm số lượng các thụ thể insulin trên màng tế bào. Kết quả là làm tăng lượng đường trong máu và tăng sản xuất insulin cho đến khi nó có thể chấm dứt hoàn toàn. Quá trình tổng hợp axit béo cũng đi vào bế tắc. Để tạo ra năng lượng, sự phân giải lipid trong các tế bào mỡ tăng lên cùng với sự gia tăng sự hình thành xeton, làm tăng axit trong máu và có thể dẫn đến hôn mê do tiểu đường.