Was passiert bei der Oxidation von Fettsäuren?
Der menschliche Körper ist normalerweise auf Glukose, einen Zucker, angewiesen, um Energie zu gewinnen. Alternativ können aber auch gespeicherte Fettsäuren verwendet werden. Die Oxidation von Fettsäuren ist im Allgemeinen notwendig, um eine Energiequelle zu sein; Substanzen aus der Leber und der Bauchspeicheldrüse ermöglichen es, dass Fette oder Lipide von den Darmwänden in die Blutbahn gelangen. Bei der Oxidation von Fettsäuren treten typischerweise Änderungen auf atomarer Ebene auf, die durch verschiedene Enzyme ausgelöst werden. Die Verbindungen müssen auch im Zytoplasma einer Zelle aktiviert werden. Die Oxidation kann dann in zellulären Strukturen stattfinden, die Mitochondrien genannt werden.
Wenn es erforderlich ist, beginnt die Oxidation von Fettsäuren normalerweise, wenn ein Enzym mit den Molekülen reagiert. Ein Enzym namens Carnitin kann die Fettverbindungen dazu bringen, über die Membran der Mitochondrien zu gelangen, wo die Oxidation stattfindet. Die Bewegung von Substanzen in und aus den Mitochondrien wird typischerweise durch den Carnitin-Transportzyklus unterstützt. Typischerweise wird mehr Energie pro Atom erzeugt, als wenn Kohlenhydrate zur Energiegewinnung verwendet werden. Gesättigte Fette und ungesättigte Fettsäuren werden normalerweise auf die gleiche Weise oxidiert, aber das Vorhandensein einer Doppelatombindung erfordert typischerweise ein zusätzliches Enzym während der Oxidation von Fettsäuren.
Enzyme, die für die Oxidation von Fettsäuren verantwortlich sind, können durch Hormone aktiviert werden. Zellen setzen typischerweise Fetttröpfchen in das Blut frei; gespeicherte Substanzen im Fett werden vorher durch Enzyme aufgebrochen. Ein Mangel an ausreichender Nahrungsaufnahme und lange Bewegung kann den Körper dazu veranlassen, diese Reaktionen auszulösen. Im Allgemeinen werden die Produkte von Enzymreaktionen von Fettsäuren in die Mitochondrien transportiert, wenn die Energieladung der Zelle niedrig ist, während ein hoher Energiezustand den Transport in die Strukturen hemmt. Fettmoleküle werden häufig verwendet, um stattdessen andere Substanzen und Lipide für Zellmembranen zu erzeugen.
Bei der Oxidation von Fettsäuren entsteht neben Energie auch Wasser. Eine Reaktion, die Sauerstoff abbaut, und eine chemische Reaktion mit Adenosintriphosphat (ATP) können zur Bildung von Wasser führen. Die zusätzliche Komponente dieser Reaktion kommt häufig Tieren zugute, die in trockenen Klimazonen leben oder überwintern.
Fettsäureoxidation tritt manchmal mit einer hohen Geschwindigkeit auf; Die Leber kann dann reagieren, indem sie Energiemoleküle produziert, die als Ketonkörper bezeichnet werden. Ungleichgewichte, wie sie bei Diabetes auftreten, können zu einer Ketoazidose führen, bei der Zellen große Mengen von Leberenergiemolekülen nicht oxidieren können und das Blut zu sauer wird. Die normale Oxidation von Fettsäuren aus Fisch, Sojabohnen und Samen füllt normalerweise Substanzen auf, die der Körper nicht selbst produziert.