การสังเคราะห์กรดไขมัน

การสังเคราะห์กรดไขมัน รวมถึงการสังเคราะห์กรดไขมันหลายขั้นตอนเพื่อการกักเก็บพลังงานในสิ่งมีชีวิต เป็นเพียงส่วนหนึ่งของการเผาผลาญไขมันซึ่งจะรวมเข้ากับการเผาผลาญโดยรวม ภายใต้สภาวะการบริโภคอาหารตามปกติการสังเคราะห์กรดไขมันมีความสำคัญน้อยกว่าสำหรับมนุษย์เนื่องจากอาหารมีไขมันอยู่แล้ว

การสังเคราะห์กรดไขมันคืออะไร?

การสังเคราะห์กรดไขมันเป็นที่รู้จักกันภายใต้ชื่อวิทยาศาสตร์ว่า lipogenesis มันแสดงถึงกระบวนการเผาผลาญแบบแอนนาโบลิกที่ดูดซึมซึ่งทำหน้าที่กักเก็บพลังงานสำรองสำหรับสิ่งมีชีวิต สิ่งนี้ใช้ได้กับแบคทีเรียและเชื้อรารวมถึงพืชและสัตว์

Lipogenesis ขึ้นอยู่กับการมีอยู่ของสารประกอบวิตามินและเอนไซม์เริ่มต้นที่สำคัญหลายชนิด Malonyl-CoA ซึ่งเกิดขึ้นจาก acetyl-CoA โดย carboxylation (การเพิ่มคาร์บอนไดออกไซด์) ภายใต้สภาวะของเอนไซม์มีบทบาทสำคัญในการสังเคราะห์ Acetyl-CoA มาจากวิถีการเผาผลาญที่แตกต่างกัน เกิดขึ้นเป็นผลิตภัณฑ์ระดับกลางในไกลโคไลซิส (การเผาผลาญน้ำตาล) ในการสลายกรดไขมันหรือในการเผาผลาญโปรตีน ด้วยความช่วยเหลือของเอนไซม์ (acetyl-CoA carboxylase, กรดไขมันสังเคราะห์), ตัวส่งพลังงาน (ATP, ADP) และวิตามิน (ไบโอติน, กรด pantothenic) การสังเคราะห์กรดไขมันจะถูกควบคุม

ฟังก์ชันและงาน

การกักเก็บพลังงานเป็นสิ่งสำคัญมากสำหรับการอยู่รอดของสิ่งมีชีวิตใด ๆ การสังเคราะห์กรดไขมันกลายเป็นวิธีที่ดีที่สุดในการกักเก็บพลังงานในช่วงแรกของวิวัฒนาการ กรดไขมันจะถูกเก็บไว้ในรูปเอสเทอร์ไรซ์เป็นไขมันหรือน้ำมันในเซลล์บางชนิดที่จัดเตรียมไว้เพื่อการนี้ เอสเทอร์ของกรดไขมันอื่น ๆ ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งในการสร้างเยื่อหุ้มเซลล์

ในการผลิตอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานกรดไขมันจะถูกเอสเทอร์ด้วยกลีเซอรอลแอลกอฮอล์ไตรไฮดริก พวกมันถูกเอสเทอร์ด้วยสารประกอบที่มีฟอสฟอรัสในเยื่อหุ้มเซลล์ นอกจากนี้กรดไขมันยังเป็นพื้นฐานสำหรับการสังเคราะห์คอเลสเตอรอลและฮอร์โมนต่างๆ (ฮอร์โมนเพศกลูโคคอร์ติคอยด์มิเนอรัลคอร์ติคอยด์)

ในทางเคมีพวกมันเป็นตัวแทนของโมเลกุลโซ่ยาวที่มีโซ่คาร์บอนและหมู่คาร์บอกซิลบางครั้งโซ่ก็แตกแขนงเช่นกัน ในบางครั้งพันธะคู่อาจมีอยู่ในโซ่คาร์บอนด้วย จากนั้นก็เป็นกรดไขมันไม่อิ่มตัว กรดไขมันอิ่มตัวประกอบด้วยพันธะเดี่ยวเท่านั้น

ความแตกต่างของโครงสร้างเล็กน้อยเหล่านี้มีส่วนรับผิดชอบต่อการทำงานที่เป็นไปได้มากมายของสารกลุ่มนี้ อย่างไรก็ตามหน้าที่หลักของพวกมันคือการกักเก็บพลังงานสารเริ่มต้นสำหรับการสังเคราะห์กรดไขมันถูกผลิตผ่านทางเมตาบอลิซึมทุกทาง Acetyl-CoA ถูกสร้างขึ้นเป็นผลิตภัณฑ์ขั้นกลางจากคาร์โบไฮเดรตโปรตีนและไขมันเมื่อถูกย่อยสลาย ในไมโทคอนเดรีย acetyl-CoA จะถูกย่อยสลายเป็นคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำในขณะที่สร้างพลังงาน

อย่างไรก็ตามสามารถใช้ในไซโทพลาสซึมเพื่อสังเคราะห์กรดไขมันใหม่ได้ ในการทำเช่นนี้ครั้งแรกจะถูกแปลงเป็น malonyl-CoA และ ADP ด้วยความช่วยเหลือของ ATP ด้วย carboxylation และการดูดซึมพลังงาน ในทางกลับกัน Malonyl-CoA อยู่ภายใต้การควบแน่นของเอนไซม์ด้วย acetyl-ACP butyryl-ACP ที่ได้จะถูกควบแน่นอีกครั้งด้วย malonyl-CoA การควบแน่นเหล่านี้จะถูกทำซ้ำจนกว่าจะได้กรดไขมันที่มีความยาวโซ่สูงถึง 16 อะตอมของคาร์บอน

ภายใต้สภาวะปกติการสังเคราะห์กรดไขมันมีความสำคัญเพียงเล็กน้อยในมนุษย์ สาเหตุหนึ่งคืออาหารมักมีไขมันในสัดส่วนที่มากพอสมควร ด้วยวิธีนี้ไขมันที่มีอยู่ในอาหารจะถูกย่อยสลายเป็นกรดไขมันและถ้าจำเป็นจะถูกทำให้เป็นไขมันอีกครั้ง นอกจากนี้ด้วยการรับประทานอาหารที่สมดุลปริมาณพลังงานและความต้องการพลังงานจะสมดุล

อย่างไรก็ตามในอดีตมักจะมีความหิวเป็นระยะ ๆ ดังนั้นร่างกายจึงต้องใช้พลังงานในรูปแบบของอาหารมากขึ้นเมื่อมีอาหารมากเกินไปเพื่อกักเก็บไขมันสำรองไว้ในยามจำเป็น เช่นเดียวกับในปัจจุบันสำหรับสัตว์ที่ต้องจำศีลเพื่อความอยู่รอดในฤดูหนาว สำหรับพวกเขาการสังเคราะห์กรดไขมันมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากยังขึ้นอยู่กับอาหารที่อุดมด้วยคาร์โบไฮเดรตเพื่อสร้างไขมันสำรอง

ความเจ็บป่วยและความเจ็บป่วย

ในการเชื่อมโยงกับปัญหาสุขภาพการผลิตกรดไขมันทั้งมากเกินไปและไม่เพียงพอมีบทบาทสำคัญ ปัจจุบันโรคเกี่ยวกับอาหารเป็นเรื่องปกติมากขึ้น ในช่วงเวลาที่อาหารเกินจำนวนคนน้ำหนักเกินหรือแม้แต่คนอ้วนก็เพิ่มมากขึ้นเรื่อย ๆ อันเป็นผลมาจากการรับประทานอาหารที่มีแคลอรีสูงและมีคาร์โบไฮเดรตสูงการสังเคราะห์กรดไขมันจะเพิ่มขึ้นในร่างกาย

โดยปกติการสังเคราะห์กรดไขมันทางชีวภาพควรมีบทบาทรองลงมาในปัจจุบัน แต่การกินมากเกินไปเป็นเรื่องปกติเนื่องจากอาหารมากเกินไปความเครียดหรือปัญหาสุขภาพจิต

โรคอ้วนที่เกิดขึ้นทำให้เกิดความท้าทายที่สำคัญสำหรับภาคการดูแลสุขภาพ โรคทุติยภูมิเช่นเบาหวานเส้นเลือดอุดตันโรคหัวใจและหลอดเลือดภาวะสมองเสื่อมหรือโรคความเสื่อมอื่น ๆ

แนวโน้มนี้สามารถตอบโต้ได้ด้วยวิถีชีวิตที่มีสุขภาพดีด้วยอาหารคาร์โบไฮเดรตต่ำและการออกกำลังกายเท่านั้น นอกจากนี้การใช้พลังงานและการใช้พลังงานควรอยู่ในสมดุลอีกครั้ง

ฮอร์โมนอินซูลินจะควบคุมการดูดซึมกลูโคสเข้าสู่เซลล์เพื่อผลิตพลังงาน อย่างไรก็ตามเมื่อใช้พลังงานน้อยกว่าที่ได้รับอินซูลินมีหน้าที่ในการส่งเสริมการสังเคราะห์กรดไขมัน ในกรณีนี้กลูโคสจะถูกส่งเข้าไปในเซลล์ไขมันซึ่งการสร้างกรดไขมันใหม่จะเริ่มขึ้นทันที

ยิ่งเนื้อเยื่อไขมันเต็มไปด้วยไขมันอินซูลินก็จะมีประสิทธิภาพน้อยลง กระบวนการเผาผลาญที่ซับซ้อนช่วยลดจำนวนตัวรับอินซูลินบนเยื่อหุ้มเซลล์ ผลที่ได้คือการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำตาลในเลือดและการผลิตอินซูลินที่เพิ่มขึ้นจนอาจหยุดลงอย่างสมบูรณ์ การสังเคราะห์กรดไขมันก็หยุดนิ่งเช่นกัน ในการสร้างพลังงานการสลายไขมันในเซลล์ไขมันจะเพิ่มขึ้นตามการสร้างคีโตนที่เพิ่มขึ้นซึ่งจะทำให้เลือดเป็นกรดมากเกินไปและอาจนำไปสู่อาการโคม่าจากโรคเบาหวาน