Was ist Fettsäureabbau?
Fettsäureabbau tritt auf, wenn Fettsäuren zerlegt werden, um Energie zu erzeugen. Das Verfahren bildet schließlich Acetyl-CoA und führt es dem Zitronensäurekreislauf zu. Der gesamte Prozess ist in drei Stufen unterteilt: Lipolyse, Aktivierung und Beta-Oxidation. Die Fettsäure wird in ihre Metaboliten zerlegt, um Energie und Adenosintriphosphat (ATP) zu produzieren.
Es gibt sowohl gesättigte als auch ungesättigte Fettsäuren. Eine ungesättigte Säure hat eine oder mehrere Doppel- oder Dreifachbindungen zwischen Kohlenstoffatomen. Eine gesättigte Säure hat nur Einfachbindungen zwischen ihren Kohlenstoffatomen.
Fettsäuren bilden einen Teil der Carbonsäuregruppe und werden in Fettgeweben gelagert. Sie gelangen durch Darmkapillaren oder Vili in den Körper. Glukose und Fettsäuren sind die beiden Hauptenergiequellen im Körper, obwohl das Gehirn keine Fettsäuren verarbeiten kann.
Die erste Stufe des Fettsäureabbaus wird als Lipolyse bezeichnet. Die Fettsäuren werden in Adipozyten genannten Zellen gespeichert und zunächst in freie Fettsäuren zerlegt, damit sie in das Blutsystem gelangen können. Die Lipolyse wird durch eine Reihe von Hormonen induziert, darunter Noradrenalin und Testosteron. Neben freien Fettsäuren entsteht als Nebenprodukt Glycerin.
Die Aktivierung erfolgt, bevor die Fettsäure in die Mitochondrien einer Zelle gelangt. Erstens induziert ein Enzym namens Acyl-CoA-Synthetase einen nucleophilen Angriff auf das alpha-Phosphat von ATP, wodurch eine Acylkette entsteht, die an Adenosinmonophosphat (AMP) und ein Pyrophosphat gebunden ist. Das Enzym bildet dann eine aktivierte Thioesterbindung zwischen Coenzym A und der Acylkette. Die Fettsäure wird dann unter Verwendung des Carnitie-Trägersystems in das Mitochondrion transportiert.
Die Beta-Oxidation ist die letzte Phase des Fettsäureabbaus und findet in vier Stufen statt. Zunächst wird die Fettsäure mit Flavin Adenine Dinucleotide (FAD) dehydratisiert. Zweitens werden die Bindungen zwischen dem zweiten und dritten Kohlenstoff hydratisiert. Drittens wird Nicotinamidadenin-Dinukleotid (NAD) verwendet, um das Molekül zu oxidieren. Im letzten Schritt wird Beta-Keroacyl während der Thiolyse zu einem zweiten CoA-Molekül hinzugefügt, das sich zwischen dem zweiten und dem dritten Kohlenstoff befindet.
Das Endprodukt der drei Stufen des Fettsäureabbaus ist Acetyl-CoA. Dies ist ein Stoffwechselmolekül, das zur Aufnahme von Kohlenstoffatomen verwendet wird. Das Molekül wird dann in den Zitronensäurekreislauf eingespeist, ein wesentlicher Bestandteil der Energieversorgung.
Der Zitronensäurezyklus besteht aus einer Reihe chemischer Reaktionen unter Verwendung von Sauerstoff oder den Produkten des Fettsäureabbaus. Der gesamte Zyklus findet im Mitochondrium eukaryotischer Zellen oder im Zytoplasma von Prokaryoten statt. Kohlendioxid ist ein Nebenprodukt des Energieerzeugungsprozesses. Fettsäuren passieren das System einmal, aber Glukose muss zweimal verarbeitet werden, um ihre gesamte Energie zu ernten.