ออกซิเดชันของกรดไขมัน

ออกซิเดชันของกรดไขมัน หรือ การเผาผลาญไขมัน มีความสำคัญมากที่สุดในการผลิตพลังงานสำหรับกระบวนการต่างๆในร่างกาย เกิดขึ้นในไมโทคอนเดรียของเซลล์เกือบทั้งหมด ฮอร์โมนที่แตกต่างกันการออกกำลังกายและส่วนประกอบบางอย่างของอาหารที่สมดุลสามารถกระตุ้นการเผาผลาญไขมันได้

การเกิดออกซิเดชันของกรดไขมันคืออะไร?

พูดอย่างเคร่งครัดการออกซิเดชันของกรดไขมันเป็นปฏิกิริยาทางเคมีที่กรดไขมันปล่อยอิเล็กตรอนหนึ่งตัวหรือมากกว่า สิ่งเหล่านี้ถูกรับขึ้นโดยคู่ปฏิกิริยาอื่นตัวรับอิเล็กตรอน (ละติน accipere เพื่อยอมรับ)

ในทางชีวเคมีปฏิกิริยาการเผาผลาญเหล่านี้สรุปได้ภายใต้คำว่าการออกซิเดชั่นของไขมันซึ่งนำไปสู่การให้พลังงานเป็น b-oxidation, a-oxidation หรือ w-oxidation ทั้งสามรูปแบบนี้แตกต่างกันในแง่ของอะตอมของคาร์บอนที่เกิดออกซิเดชัน b-oxidation (beta-oxidation) มีความสำคัญที่สุดโดย "beta" แสดงว่าปฏิกิริยาเกิดขึ้นกับคาร์บอนอะตอมที่สามของกรดไขมัน

การเกิดออกซิเดชันของกรดไขมันถูกกระตุ้นโดยฮอร์โมนหลายชนิด ฮอร์โมนการเจริญเติบโตกลูคากอนเป็นตัวต่อต้านอินซูลินและฮอร์โมนไทรอยด์รวมทั้งอะดรีนาลีนเป็นส่วนหนึ่งของฮอร์โมนนี้ นอกจากนี้สารต่าง ๆ ที่จ่ายให้กับร่างกายผ่านการรับประทานอาหารที่สมดุลยังส่งเสริมการเผาผลาญไขมัน คาร์นิทีนช่วยในการขนส่งเข้าสู่เซลล์แมกนีเซียมจำเป็นสำหรับการทำงานของเอนไซม์ต่างๆและจากกรดอะมิโนเมไทโอนีนร่วมกับไลซีนและเมื่อมีวิตามินซีร่างกายสามารถผลิตคาร์นิทีนได้เอง

ฟังก์ชันและงาน

การเผาผลาญไขมันช่วยให้มั่นใจได้ว่าร่างกายของเรามีพลังงานเพียงพอสำหรับการสร้างอย่างต่อเนื่องการทำลายลงและการปรับโครงสร้าง การเกิดออกซิเดชันของไขมันเกิดขึ้นในไมโทคอนเดรียของเซลล์ ดังนั้นออร์แกเนลล์ของเซลล์เหล่านี้จึงถูกอธิบายว่าเป็นโรงไฟฟ้าของเซลล์

การออกซิเดชันของกรดไขมันเกิดขึ้นในหลายขั้นตอน ประการแรกกรดไขมันจะต้องถูกกระตุ้นโดยการมีส่วนร่วมของโคเอนไซม์เอเป็นโมเลกุลหลัก กรดไขมันที่กระตุ้นนี้จะเข้าสู่ไมโทคอนดรีออนด้วยความช่วยเหลือของการถ่ายโอนคาร์นิทีนต่างๆ Transferases คือเอนไซม์ที่ถ่ายโอนกลุ่มเคมี คาร์นิทีนมีบทบาทสำคัญในการขนส่งนี้ ในภาคการออกกำลังกายคาร์นิทีนถูกใช้เป็นผลิตภัณฑ์เสริมอาหารเนื่องจากเซลล์กล้ามเนื้อต้องการมันสำหรับการผลิตพลังงาน

เมื่ออยู่ในไมโทคอนเดรียการสลายที่แท้จริงจะเริ่มขึ้น ขึ้นอยู่กับลำดับขั้นตอนการเกิดปฏิกิริยาที่เกิดขึ้นซ้ำ ๆ ซึ่งจะสิ้นสุดลงเมื่อมีการสร้าง acetyl CoA ของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย ขึ้นอยู่กับโครงสร้างของกรดไขมัน (จำนวนคาร์บอนอะตอมคู่หรือคี่กรดไขมันอิ่มตัวหรือไม่อิ่มตัว) จำเป็นต้องมีขั้นตอนเพิ่มเติม กรดไขมันที่ไม่สม่ำเสมอจะสร้างผลิตภัณฑ์ที่สามารถใช้สำหรับการผลิตพลังงานหลังจากการเปลี่ยนรูปในปฏิกิริยาเพิ่มเติมในวงจรกรดซิตริกที่ตามมา

การเกิดออกซิเดชันของไขมันเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในร่างกาย แต่ในระดับที่แตกต่างกัน มันถูกกำหนดโดยความต้องการพลังงานและขึ้นอยู่กับการออกกำลังกาย การเผาผลาญไขมันจะทำงานเมื่อเพิ่มระยะเวลาการออกกำลังกาย ในช่วงเริ่มต้นของการออกกำลังกายฮอร์โมนต่างๆจะช่วยให้มั่นใจได้ว่าการสลายไขมันจะเพิ่มขึ้นเช่นการสลายไขมันเป็นกรดไขมันในกล้ามเนื้อและเนื้อเยื่อไขมัน ไขมันสามารถมาจากอาหารและจากเนื้อเยื่อไขมันของร่างกาย ฮอร์โมนอะดรีนาลีนมีส่วนช่วยในการสลายไขมันเพิ่มขึ้น การรับประทานอาหารที่อุดมด้วยคาร์โบไฮเดรตจะเพิ่มระดับอินซูลินซึ่งจะช่วยลดการออกซิเดชั่นของไขมัน

การศึกษาจำนวนมากได้ตรวจสอบปัจจัยที่นำไปสู่การเผาผลาญไขมันที่เพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุตสาหกรรมการออกกำลังกายและโปรแกรมการลดน้ำหนักจะมีการปรึกษาตัวเลขสำคัญเช่น Fatmax (อัตราการเผาผลาญไขมันสูงสุด) และมีการพัฒนาการทดสอบพิเศษเพื่อตรวจสอบ นอกจากระดับของการฝึกแล้วความเข้มข้นและระยะเวลาของการออกกำลังกายยังมีอิทธิพลต่ออัตราการเผาผลาญไขมัน ความผันผวนของแต่ละบุคคลที่รุนแรงทำให้ยากที่จะคาดเดาได้ว่ากิจกรรมทางกายประเภทใดจะนำไปสู่การเผาผลาญไขมันสูงสุดในแต่ละบุคคล

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

การเกิดออกซิเดชันของกรดไขมันที่ จำกัด มักเกิดขึ้นบ่อยในผู้ที่มีน้ำหนักเกิน ฮอร์โมนอินซูลินของตับอ่อนมีส่วนช่วยในเรื่องนี้เนื่องจากกระตุ้นเซลล์ไขมันให้เก็บไขมันและยับยั้งการเผาผลาญไขมัน ผู้ที่มีน้ำหนักเกินและมีความเข้มข้นของอินซูลินสูงมากจึงพบว่าการลดน้ำหนักด้วยการลดไขมันทำได้ยากเป็นพิเศษ

นอกจากนี้ยังมีความผิดปกติ แต่กำเนิดในการออกซิเดชั่นของกรดไขมัน เอนไซม์ที่สำคัญสำหรับการขนส่งและการเปลี่ยนกรดไขมันขาดหายไปหรือมีไม่เพียงพอ เป็นผลให้การย่อยสลายและการสร้างพลังงานถูกรบกวน นอกจากนี้ผลิตภัณฑ์ระดับกลางที่ไม่ได้รับการตอบสนองจะสะสมซึ่งก่อให้เกิดปฏิกิริยาที่เป็นพิษในกล้ามเนื้อในสมองและในตับ โรคกลุ่มหนึ่งมีผลต่อการเผาผลาญคาร์นิทีน หากมีคาร์นิทีนในไตและกล้ามเนื้อน้อยเกินไปกรดไขมันน้อยลงจะถูกดูดซึมเข้าสู่เซลล์ของอวัยวะเหล่านี้ ในวัยอนุบาลเด็กที่ได้รับผลกระทบจะแสดงอาการกล้ามเนื้ออ่อนแรงและหัวใจทำงานผิดปกติ (หัวใจล้มเหลว)

สถานการณ์เลวร้ายลงอย่างมากโดยเฉพาะหลังจากอดอาหารหรือหลังท้องร่วง ความผิดปกติเหล่านี้ได้รับการรักษาด้วยการให้คาร์นิทีนซึ่งมักเป็นการฉีด หากได้รับผลกระทบจากการขนส่ง transferase (การขาด carnitine palmitoyl transferase 1) เด็ก ๆ จะแสดงความเสียหายของตับและสมองตั้งแต่อายุยังน้อย

ความผิดปกติอื่นที่มีผลต่ออีกประเภทหนึ่งคือ carnitine palmitoyl transferase 2 ผลของการขาดนี้จะปรากฏในวัยรุ่นหรือวัยผู้ใหญ่เนื่องจากกล้ามเนื้ออ่อนแรงหลังจากเกิดความเครียดการติดเชื้อและการงดอาหาร อาหารไขมันต่ำคาร์โบไฮเดรตสูงและไตรกลีเซอไรด์ที่เพิ่มเข้ามาจะช่วยปรับปรุงสภาพ

หากปฏิกิริยาไมโตคอนเดรียได้รับผลกระทบมากกว่าการออกซิเดชั่นของเบต้าจริงอาจเกิดจากความบกพร่องของเอนไซม์ดีไฮโดรจีเนส หากไม่มี acyl-CoA dehydrogenase ขนาดกลาง (ขาด MCAD) ในปริมาณที่เพียงพอสถานการณ์ที่คุกคามชีวิตจะเกิดขึ้นหากปล่อยทิ้งไว้โดยไม่ได้รับการรักษา การขาด dehydrogenases ซึ่งเปลี่ยนกรดไขมันสายยาวมาก (การขาด VLCAD) นำไปสู่ความเสียหายที่ส่งผลต่อหัวใจและทำให้ความเข้มข้นของน้ำตาลในเลือดลดลง ในการบำบัดผู้ป่วยที่มีภาวะขาดดีไฮโดรจีเนสทั้งสองรูปแบบจะได้รับคาร์โบไฮเดรตจำนวนมากและส่วนผสมของกรดไขมันที่มีความยาวปานกลางหรือยาวกว่าที่ปรับให้เข้ากับสาเหตุของโรค