Wat is vetzuurafbraak?

Vetzuurafbraak treedt op wanneer vetzuren uit elkaar worden gehaald om energie te produceren. Het proces vormt uiteindelijk acetyl-coA en voert het in de citroenzuurcyclus. Het hele proces is onderverdeeld in drie fasen: lipolyse, activering en bèta-oxidatie. Het vetzuur wordt afgebroken tot zijn metabolieten om energie en adenosinetrifosfaat (ATP) te produceren.

Er zijn zowel verzadigde als onverzadigde vetzuren. Een onverzadigd zuur heeft een of meer dubbele of drievoudige bindingen tussen koolstofatomen. Een verzadigd zuur heeft slechts enkele bindingen tussen zijn koolstofatomen.

Vetzuren maken deel uit van de carbonzuurgroep en worden opgeslagen in vetweefsels. Ze komen het lichaam binnen via darmvaten of vili. Glucose en vetzuren zijn de twee belangrijkste energiebronnen in het lichaam, hoewel de hersenen geen vetzuren kunnen verwerken.

De eerste fase van afbraak van vetzuren wordt lipolyse genoemd. De vetzuren worden opgeslagen in cellen die adipocyten worden genoemd en worden eerst afgebroken tot vrije vetzuren zodat ze het bloedsysteem kunnen binnendringen. Lipolyse wordt veroorzaakt door een aantal hormonen, waaronder noradrenaline en testosteron. Naast vrije vetzuren wordt glycerol als bijproduct geproduceerd.

Activering vindt plaats voordat het vetzuur in de mitochondriën van een cel wordt opgenomen. Ten eerste induceert een enzym genaamd Acyl-CoA Synthetase een nucleofiele aanval op het alfa-fosfaat van ATP, dat een acylketen creëert gekoppeld aan adenosinemonofosfaat (AMP) en een pyrofosfaat. Het enzym vormt vervolgens een geactiveerde thioesterbinding tussen co-enzym A en de acylketen. Het vetzuur wordt vervolgens in het mitochondrion getransporteerd met behulp van het carnitie-dragersysteem.

Beta-oxidatie is de laatste fase van vetzuurafbraak en vindt plaats in vier fasen. Eerst wordt het vetzuur gedehydrateerd met Flavin Adenine Dinucleotide (FAD). Ten tweede worden de bindingen tussen de tweede en derde koolstofatomen gehydrateerd. Ten derde wordt Nicotinamide Adenine Dinucleotide (NAD) gebruikt om het molecuul te oxideren. In de laatste stap wordt bèta-keroacyl toegevoegd tijdens thiolyse aan een tweede CoA-molecuul geplaatst tussen de tweede en derde koolstofatomen.

Het eindproduct van de drie fasen van vetzuurafbraak is Acetyl-CoA. Dit is een metabolismemolecule die wordt gebruikt om koolstofatomen te vervoeren. Het molecuul wordt vervolgens ingevoerd in de citroenzuurcyclus, een essentieel onderdeel van de energievoorziening.

De citroenzuurcyclus is een reeks chemische reacties met behulp van zuurstof of de producten van vetzuurafbraak. De hele cyclus speelt zich af binnen het mitochondrion van eukaryotische cellen of binnen het cytoplasma van prokaryoten. Koolstofdioxide is een bijproduct van het energieproducerende proces. Vetzuren passeren één keer door het systeem, maar glucose moet twee keer worden verwerkt om al zijn energie te winnen.