След прочит на този материал ще можете да:
- си обясните как енергията може да се извлече от мазнините?
- си обясните целта и процеса на кетогенезата?
- си обясните процеса на окисляване на кетоновото тяло?
- си обясните целта и процеса на липогенезата?
Основното мускулно гориво за осъшествяването на физическа работа, това е мускулният гликоген. При изчерпване на този склад от въглехидратния запас, мазнините стават главен енергиен източник (вижте обаче кога на диаграмата по-долу). Обемът свършена работа към единица време, определя това, колко количество гликоген ще се изразходи от системата и колко количество мазнини, също.
Правилната диета, нужни калории и физическа активност, могат винаги да наклонят системата в полза на горене на мазнини.
Неслучайно, маратонци и хора с висока аеробна работа (атлети) – например бягане над 10 000 метра, ски бягане над 50 километра, мазнините в мастните депа намаляват последни, поради транспортирането им към работещите органи (затова от графика по-долу и цялото описание, става ясно, че те горят именно най-накрая).
Структура на мастна клетка:
Виж повече за клетъчния състав тук:
Затлъстяването с много мастни клетки може да бъде причинено от няколко фактора, включително генетично, от преяждане, консумирането на много трудноусвоими храни съдържащи мазнини или захар, забавен метаболизъм, заседнал начин на живот и т.н.
Един от най-разпространените методи за наднормено тегло от тях е преяждането и заседналия начин на живот, при които броят на мастните клетки е нормален, но размера им е увеличен многократно. Изследванията показват, че пълните хора не непременно се хранят повече, отколкото другите, просто се движат по-малко. В резултат на това те изгарят по-малко калории и складират повече мазнини, което пък от своя страна води до уголемяване на мастните клетки. В старанието си бързо да свалят килограми, хората се впускат в различни диети за бързо отслабване, някои от които дори застрашават здравето. В действителност обаче, усилията им да се напъхат в по-малък размер дрехи остават безрезултатни. Гладуването пък, от своя страна е най-масовата заблуда, че тялото ще се освободни от ненужни килограми …
Как да активизрате мастната обмяна в полза на отслабването?
Трябва да забравите обещанията за незабавно сваляне на килограми и да приемете факта, че успешния контрол над теглото изисква време, дисциплина и постоянство. Въпреки, че звучи трудно, резултатите от вашите усилия ще бъдат възнаградени за разлика от безрезултатното безкрайно сваляне и връщане на свалените килограми с псевдодиетите, особено разпространени безплатно в интернет!
Мазнините (или триглицеридите) в тялото се приемат като храна или се синтезират от адипоцити или хепатоцити от въглехидратни предшественици. Липидният метаболизъм води до окисляване на мастните киселини или да генерира енергия или да синтезира нови липиди от по-малки съставни молекули. Липидният метаболизъм е свързан с въглехидратния метаболизъм, тъй като продуктите от глюкоза (като ацетил CoA) могат да бъдат превърнати в липиди.
Мастният (липиден – синоними) метаболизъм започва в червата, където погълнатите триглицериди се разграждат до по-малки верижни мастни киселини и впоследствие до моноглицеридни молекули, чрез панкреатични липази, ензими, които разграждат мазнините, след като се емулгират чрез жлъчни соли. Когато храната достигне до тънките черва под формата на химус, храносмилателният хормон, наречен холецистокинин (CCK), се отделя от чревните клетки в чревната лигавица.
CCK стимулира освобождаването на панкреатичната липаза от панкреаса и стимулира свиването на жлъчния мехур, за да освободи съхранявани жлъчни соли в червата. CCK също пътува до мозъка, където може да действа като потискащо глада. Заедно панкреасните липази и жлъчните соли разграждат триглицеридите до свободни мастни киселини. Тези мастни киселини могат да се транспортират през чревната мембрана. Въпреки това, след като преминат през мембраната, те се рекомбинират, за да образуват отново триглицеридни молекули. В чревните клетки тези триглицериди се пакетират заедно с молекулите на холестерола във фосфолипидни везикули, наречени хиломикрони.
Хиломикроните позволяват на мазнините и холестерола да се движат във водната среда на вашите лимфни и кръвоносни системи. Хиломикроните напускат ентероцитите чрез екзоцитоза и навлизат в лимфната система чрез лакталии във вътрешностите на червата. От лимфната система хиломикроните се транспортират до кръвоносната система. Веднъж попаднали в кръвообращението, те могат или да отидат в черния дроб, или да се съхраняват в мастни клетки (адипоцити), които съдържат мастна (мастна) тъкан, открита в цялото тяло.
ЛИПОЛИЗА
За да получат енергия от мазнини, триглицеридите трябва първо да бъдат разградени чрез хидролиза до техните два основни компонента – мастни киселини и глицерол. Този процес, наречен липолиза, протича в цитоплазмата на клетката. Получените мастни киселини се окисляват чрез β-окисляване в ацетил CoA, което се използва от цикъла на Кребс.
Глицеролът, който се освобождава от триглицеридите след липолиза директно влиза в пътя на гликолизата като DHAP. Тъй като една триглицеридна молекула дава три молекули на мастни киселини с до 16 или повече въглерода във всяка, мастните молекули отделят повече енергия от въглехидратите и са важен източник на енергия за човешкото тяло. Триглицеридите произвеждат повече от два пъти енергията на единица маса в сравнение с въглехидратите и протеините. Следователно, когато нивата на глюкозата са ниски, триглицеридите могат да бъдат превърнати в ацетил CoA молекули и използвани за генериране на АТФ чрез аеробно дишане.
Разграждането на мастни киселини, наречено окисляване на мастни киселини или бета (β)-окисляване, започва в цитоплазмата, където мастните киселини се превръщат в молекули на мастни ацилни CoA. Този мастен ацил CoA се комбинира с карнитин за създаване на мастна молекула ацил карнитин, която помага за транспортирането на мастната киселина през митохондриалната мембрана. Веднъж вътре в митохондриалната матрица, молекулата на мастния ацил карнитин се преобразува обратно в мастен ацил CoA и след това в ацетил CoA (Фигура 3). Новообразуваният ацетил CoA влиза в цикъла на Кребс и се използва за получаване на АТФ по същия начин като ацетил CoA, получен от пируват.
КЕТОГЕНЕЗА
Ако при окисляването на мастните киселини се образува прекомерен ацетил CoA и цикълът на Кребс е претоварен и не може да се справи с него, ацетил CoA се отклонява, за да създаде кетонови тела. Тези кетонови тела могат да служат като източник на гориво, ако нивата на глюкоза са твърде ниски в тялото.
Кетоните служат като гориво в периоди на продължително гладуване или когато пациентите страдат от неконтролиран диабет и не могат да използват по-голямата част от циркулиращата глюкоза. И в двата случая запасите от мазнини се освобождават за генериране на енергия чрез цикъла на Кребс и ще генерират кетонови тела, когато се натрупа твърде много ацетил CoA. При тази реакция на синтез на кетон излишъкът от ацетил CoA се превръща в хидроксиметилглутарил CoA (HMG CoA). HMG CoA е предшественик на холестерола и е междинен продукт, който впоследствие се превръща в β-хидроксибутират, първичното кетоново тяло в кръвта.
КЕТОННО ОКСИДИРАНЕ НА ТЯЛОТО
Органи, за които класически се е смятало, че зависят единствено от глюкозата, като мозъка, всъщност могат да използват кетони като алтернативен източник на енергия. Това поддържа мозъка да функционира, когато глюкозата е ограничена. Когато кетоните се произвеждат по-бързо, отколкото могат да бъдат използвани, те могат да бъдат разградени до CO2 и ацетон. Ацетонът се отстранява чрез издишване.
Кетоните се окисляват, за да произвеждат енергия за мозъка. Бета (β)-хидроксибутиратът се окислява до ацетоацетат и се освобождава NADH. HS-CoA молекула се добавя към ацетоацетат, образувайки ацетоацетил CoA. След това въглеродът в ацетоацетил CoA, който не е свързан към CoA, се отделя, разделяйки молекулата на две. След това този въглерод се свързва с друг свободен HS-CoA, което води до две молекули ацетил CoA. Тези две молекули на ацетил CoA след това се обработват през цикъла на Кребс, за да генерират енергия.
ЛИПОГЕНЕЗА
Когато нивата на глюкоза са изобилни, излишъкът от ацетил CoA, генериран от гликолиза, може да се превърне в мастни киселини, триглицериди, холестерол, стероиди и жлъчни соли. Този процес, наречен липогенеза, създава липиди (мазнини) от ацетил CoA и протича в цитоплазмата на адипоцити (мастни клетки) и хепатоцити (чернодробни клетки). Когато ядете повече глюкоза или въглехидрати, отколкото тялото ви се нуждае, вашата система използва ацетил КоА, за да превърне излишъка в мазнини.
Въпреки че има няколко метаболитни източника на ацетил CoA, той най-често се получава от гликолиза. Наличността на Acetyl CoA е значителна, тъй като тя инициира липогенезата. Липогенезата започва с ацетил CoA и напредва чрез последващо добавяне на два въглеродни атома от друг ацетил CoA; този процес се повтаря, докато мастните киселини са с подходяща дължина. Тъй като това е анаболен процес, създаващ връзка, ATP се консумира. Създаването на триглицериди и липиди обаче е ефикасен начин за съхранение на наличната енергия във въглехидратите. Триглицеридите и липидите, високоенергийни молекули, се съхраняват в мастната тъкан, докато не са необходими.
Въпреки че липогенезата се случва в цитоплазмата, необходимия ацетил CoA се създава в митохондриите и не може да бъде транспортиран през митохондриалната мембрана. За да се реши този проблем, пируватът се превръща в оксалоацетат и ацетил CoA. За тези конверсии са необходими два различни ензима. Оксалоацетат се образува чрез действието на пируват карбоксилаза, докато действието на пируват дехидрогеназа създава ацетил CoA.
Оксалоацетат и ацетил CoA се комбинират, образувайки цитрат, който може да пресече митохондриалната мембрана и да влезе в цитоплазмата. В цитоплазмата цитратът се превръща обратно в оксалоацетат и ацетил CoA. Оксалоацетатът се превръща в малат и след това в пируват. Пируватът се пресича обратно през митохондриалната мембрана, за да изчака следващия цикъл на липогенезата. Ацетил CoA се превръща в малонил CoA, който се използва за синтезиране на мастни киселини. Фигурата и графиката тук обобщават пътищата на метаболизма на липидите:
ПРЕДИ ФИНАЛА
Липидите са достъпни за тялото от три източника. Те могат да се приемат чрез диетата, да се съхраняват в мастната тъкан на тялото или да се синтезират в черния дроб. Мазнините, приети в диетата, се усвояват в тънките черва. Триглицеридите се разграждат до моноглицериди и свободни мастни киселини, след което се внасят през чревната лигавица.
Веднъж прекарани, триглицеридите се ресинтезират и транспортират до черния дроб или мастната тъкан. Мастните киселини се окисляват чрез мастна киселина или β-окисляване в дву-въглеродни ацетил CoA молекули, които след това могат да влязат в цикъла на Кребс, за да генерират АТФ. Ако се създаде излишък от ацетил CoA и претовари капацитета на цикъла на Кребс, ацетил CoA може да се използва за синтезиране на кетонови тела.
Когато глюкозата е ограничена, кетоновите тела могат да бъдат окислени и използвани за гориво. Излишъкът от ацетил CoA, генериран от поглъщането на излишна глюкоза или въглехидрати, може да се използва за синтез на мастни киселини или липогенеза. Acetyl CoA се използва за създаване на липиди, триглицериди, стероидни хормони, холестерол и жлъчни соли. Липолизата е разграждането на триглицеридите в глицерол и мастни киселини, което ги улеснява в организма.
Графиката тук сочи, че мазнините по принцип изгарят най-накрая. Както за за ежедневието на обикновен човек, така и при спортуващ. Ако диетата ви от нисковъглехидратен тип, гликогена ви бидейки изчерпан, бързо организма ще реорганизиа източника на енергия, това ще мазнините ви.
Но същата тази графика показва, как при равномерно-балансирана диета, физическите упражнения първо се обезпечават от гликогена, след това малко от проетина и най-накрая от мазнините.
Обратно към раздел „Анатомия и физиология“.
3 Коментара