تخليق الأحماض الدهنية

ال تخليق الأحماض الدهنية يتضمن التركيب متعدد المراحل للأحماض الدهنية لغرض تخزين الطاقة في الكائن الحي. إنه يمثل جزءًا فقط من التمثيل الغذائي للدهون ، والذي يتكامل بدوره في عملية التمثيل الغذائي الشاملة. في ظل الظروف الغذائية العادية ، يكون تخليق الأحماض الدهنية أقل أهمية للإنسان ، لأن النظام الغذائي يحتوي بالفعل على الدهون.

ما هو تخليق الأحماض الدهنية؟

يُعرف تخليق الأحماض الدهنية أيضًا باسم علمي تكوين الدهون. إنه يمثل عملية التمثيل الغذائي الابتنائية التي تعمل على تخزين احتياطيات الطاقة للكائن الحي. وهذا ينطبق على البكتيريا والفطريات وكذلك على النباتات والحيوانات.

يعتمد تكوين الدهون على وجود العديد من مركبات البدء المهمة والفيتامينات والإنزيمات. Malonyl-CoA ، الذي يتكون من acetyl-CoA عن طريق الكربوكسيل (إضافة ثاني أكسيد الكربون) في ظل الظروف الأنزيمية ، يلعب دورًا رئيسيًا في التوليف. يأتي Acetyl-CoA من مسارات أيضية مختلفة. يحدث كمنتج وسيط في تحلل السكر (استقلاب السكر) ، في تفكك الأحماض الدهنية أو في استقلاب البروتين. بمساعدة الإنزيمات (acetyl-CoA-carboxylase ، وتركيب الأحماض الدهنية) ، وناقلات الطاقة (ATP ، ADP) والفيتامينات (البيوتين ، وحمض البانتوثنيك) ، يتم التحكم في تخليق الأحماض الدهنية.

الوظيفة والمهمة

تخزين الطاقة مهم جدًا لبقاء أي كائن حي. ظهر تخليق الأحماض الدهنية كطريقة مثالية لتخزين الطاقة في مرحلة مبكرة من التطور. يتم تخزين الأحماض الدهنية في شكل أسترة على شكل دهون أو زيوت في خلايا معينة مخصصة لهذا الغرض. تعتبر إسترات الأحماض الدهنية الأخرى ذات أهمية كبيرة أيضًا في بناء أغشية الخلايا.

لإنتاج أجهزة تخزين الطاقة ، يتم أسترة الأحماض الدهنية باستخدام الجلسرين كحول ثلاثي الهيدروجين. يتم استيرتها بمركبات تحتوي على الفوسفور في أغشية الخلايا. علاوة على ذلك ، تشكل الأحماض الدهنية الأساس لتخليق الكوليسترول والهرمونات المختلفة (الهرمونات الجنسية ، القشرانيات السكرية ، القشرانيات المعدنية).

وهي تمثل كيميائيًا جزيئات طويلة السلسلة بسلسلة كربون ومجموعة كربوكسيل ، وأحيانًا تكون السلسلة متفرعة أيضًا. في بعض الأحيان ، قد تكون الروابط المزدوجة موجودة أيضًا في سلسلة الكربون. ثم إنها أحماض دهنية غير مشبعة. تحتوي الأحماض الدهنية المشبعة على روابط مفردة فقط.

هذه الاختلافات الهيكلية الصغيرة هي المسؤولة عن العديد من الوظائف المحتملة لهذه المجموعة من المواد. ومع ذلك ، فإن وظيفتها الرئيسية هي تخزين الطاقة.يتم إنتاج المواد الأولية لتخليق الأحماض الدهنية عبر كل مسار استقلابي. يتم تكوين Acetyl-CoA دائمًا كمنتج وسيط من الكربوهيدرات والبروتينات والدهون عند تكسيرها. في الميتوكوندريا ، يتم تقسيم أسيتيل CoA إلى ثاني أكسيد الكربون والماء أثناء توليد الطاقة.

ومع ذلك ، يمكن أيضًا استخدامه في السيتوبلازم للتخليق الجديد للأحماض الدهنية. للقيام بذلك ، يتم تحويله أولاً إلى malonyl-CoA و ADP بمساعدة ATP ، مع الكربوكسيل وامتصاص الطاقة. يخضع Malonyl-CoA بدوره لتكثيف إنزيمي باستخدام acetyl-ACP. يتم تكثيف butyryl-ACP الناتج مرة أخرى باستخدام malonyl-CoA. تتكرر هذه التكثيفات حتى يتم إنتاج أحماض دهنية بطول سلسلة يصل إلى 16 ذرة كربون.

في ظل الظروف العادية ، يكون تخليق الأحماض الدهنية ذا أهمية ثانوية فقط عند البشر. أحد أسباب ذلك هو أن الطعام يحتوي عادة على نسبة كبيرة من الدهون. وبهذه الطريقة ، يتم تقسيم الدهون الموجودة في الطعام إلى أحماض دهنية ، وإذا لزم الأمر ، يتم إعادة تقطيرها إلى دهون. علاوة على ذلك ، مع اتباع نظام غذائي متوازن ، تكون إمدادات الطاقة ومتطلبات الطاقة متوازنة.

ومع ذلك ، في الماضي ، غالبًا ما كانت هناك مراحل من الجوع ، بحيث كان على الجسم أن يأخذ المزيد من الطاقة في شكل طعام عندما يكون هناك الكثير من الطعام لتخزين احتياطيات الدهون في أوقات الحاجة. لا يزال الأمر نفسه ينطبق اليوم على الحيوانات التي يتعين عليها السبات للبقاء على قيد الحياة في فصل الشتاء. بالنسبة لهم ، يعتبر تخليق الأحماض الدهنية ذا أهمية كبيرة لأنهم يعتمدون أيضًا على الأطعمة الغنية بالكربوهيدرات لبناء احتياطيات من الدهون.

الامراض والاعتلالات

فيما يتعلق بالمشاكل الصحية ، يلعب كل من الإنتاج المفرط وغير الكافي للأحماض الدهنية دورًا رئيسيًا. اليوم ، أصبحت الأمراض المرتبطة بالنظام الغذائي أكثر شيوعًا. في أوقات فائض الطعام ، يزداد عدد الأشخاص الذين يعانون من زيادة الوزن أو حتى السمنة أكثر فأكثر. نتيجة لاتباع نظام غذائي عالي السعرات والكربوهيدرات ، يتم تعزيز تكوين الأحماض الدهنية في الجسم.

عادة ، يجب أن يلعب التخليق الحيوي للأحماض الدهنية دورًا ثانويًا اليوم فقط. لكن الإفراط في الأكل أمر شائع بسبب الإفراط في الطعام أو الإجهاد أو مشاكل الصحة العقلية.

تشكل السمنة الناتجة تحديات كبيرة لقطاع الرعاية الصحية. الأمراض الثانوية هي على سبيل المثال داء السكري وتصلب الشرايين وأمراض القلب والأوعية الدموية والخرف أو الأمراض التنكسية الأخرى.

لا يمكن مواجهة هذا الاتجاه إلا من خلال نمط حياة صحي مع طعام منخفض الكربوهيدرات ونشاط بدني. بالإضافة إلى ذلك ، يجب إعادة التوازن بين استهلاك الطاقة واستهلاك الطاقة.

يتحكم هرمون الأنسولين في امتصاص الجلوكوز في الخلايا لإنتاج الطاقة. ومع ذلك ، عندما يتم استخدام طاقة أقل مما يتم إطلاقه ، يكون الأنسولين مسؤولاً عن تعزيز تخليق الأحماض الدهنية. في هذه الحالة ، يتم توجيه الجلوكوز إلى الخلايا الدهنية ، حيث يبدأ التكوين الجديد للأحماض الدهنية على الفور.

كلما زادت امتلاء الأنسجة الدهنية بالدهون ، قلت فعالية الأنسولين. تقلل عمليات التمثيل الغذائي المعقدة من عدد مستقبلات الأنسولين في أغشية الخلايا. والنتيجة زيادة في نسبة السكر في الدم وزيادة في إنتاج الأنسولين حتى يتوقف تمامًا. كما أن تخليق الأحماض الدهنية يتوقف. لتوليد الطاقة ، يزداد تحلل الدهون في الخلايا الدهنية مع زيادة تكوين الكيتون ، مما يزيد من حموضة الدم ويمكن أن يؤدي إلى غيبوبة السكري.