Prof. Dr. Zeliha Büyükbingöl Lipit Metabolizması Prof. Dr. Zeliha Büyükbingöl

Yağ Asitleri ve Triaçilgliserollerin Biyosentezi Lipitlerin vücutta da sentezlendiğini daha önce belirtmiştik. Özellikle, yağ asitlerinin sentezlendiği dokular, karaciğer, adipoz doku (yağ doku), santral sinir sistemi ve süt veren meme dokusudur. Yağ asitleri, şekerlerin metabolik parçalanma ürünlerinden, bazı amino asitlerden ve diğer yağ asitlerinden sentezlenir. Doymuş, düz zincirli 16 C lu palmitik asit ilk önce sentezlenir. Diğer yağ asitleri bunun modifikasyonu ile yapılır. Sentezde C atomları vericisi Asetil KoA dır. Çoğu dokuda yağ asitleri TAG şeklinde depolanır. Ancak TAG sentezi başlıca karaciğer ve adipoz dokuda gerçekleşir. Adipoz doku, TAG lerin sentez, parçalanma ve depolanmasında özel bir dokudur. Adipoz doku, insanlarda beyaz ve kahverengi (kısmen bej) yağ dokusu olarak bulunur. Karaciğerde TAG sentezi öncelikle plazma lipoproteinlerinin sentezi için gereklidir. İskelet kasları ve kalp kasında da bir miktar TAG depolanır.

Yağ Asitlerinin Sentezi Yağ asitlerindeki karbonların ana kaynağı glukozdur. Glikolizle piruvata parçalanan glukozdan mitokondride oksidatif dekarboksilasyonla Asetil KoA oluşur. Asetil KoA, yine mitokondri içinde oksalasetatla kondanse olarak sitratı oluşturur. Sitozole taşınan sitrat, tekrar Asetil KoA ve oksalasetata hidroliz olur. Sitoplazmada yağ asitlerinin sentezi, yağ asiti sentaz enzim kompleksi üzerinde gerçekleşir. İlk basamakta AsetilKoA dan Malonil KoA sentezlenir. Bu reaksiyonu katalize eden enzim, Asetil KoA karboksilaz, yağ asiti sentezi için anahtar regülatör enzimdir. Yağ asiti sentezi sırasında, uzayan yağ asiti zinciri, yağ asiti sentaz kompleksine bağlı kalır ve uzama daima sentezlenmiş olan zincire ardışık olarak iki karbon ünitesinin bağlanması ile gerçekleşir. Yağ asiti zinciri 16 karbonlu olunca palmitik asit sentezlenmiş olur. Palmitik asitin sentezi sırasında 7 ardışık reaksiyonla uzayan yağ asiti zincirine ikişer karbon eklenir. Daha sonra diğer yağ asitlerinin sentezi için zincir uzatma ve desaturasyon reaksiyonları yapılır. Sentez sırasında yağ asiti açilleri, açil taşıyıcı protein (ACP) ile taşınır. Gerçekleşen reaksiyonlar sırasında NADPH ın önemli bir yeri vardır. Bir molekül palmitik asit sentezi için 8 AsetilKoA kullanılır, 7 ATP harcanır.

Palmitat Diğer Yağ Asitlerinin Sentezi için Prekürsördür İnsanlarda, biyosentezi yapılan diğer yağ asitleri palmitik asitten hareketle sentezlenir. Bu yağ asitlerinin sentezi, zincir uzatılması, desaturasyon ve hidroksilasyon reaksiyonları ile gerçekleşir. Bu işlemler, ER ya da mitokondride yapılır.

TAG Sentezi (Lipogenez) TAG sentezi için yağ asidi açili (aktive olmuş yağ asiti) ve gliserol 3- fosfat/dihidroksi asetonfosfat kullanılır. Gliserol 3- fosfat / didroksi aseton fosfattan önce, sırasıyla lizofofatidik asit ve fosfatidik asit sentezlenir. Fosfatidik asit sentezinden sonra, bu ara üründen inorganik fosfatın ayrılması ile diaçilgliserol, sonra yağ asiti açilinin (aktive olmuş yağ asiti) eklenmesi ile triaçilgliserol sentezlenir.

Fosfolipit ve Sifingolipitlerin Sentezi Fosfolipitlerin sentezi de fosfatidik asitten hareketle gerçekleşir. Sifingolipitlerin her birinin sentez yolakları farklı prekürsör moleküllerden hareketle, gerekli dokularda gerçekleştirilmektedir.

Yağ Asitlerinin Oksidasyonu Yağ asitleri kullanılacağı hücre içine alındıktan sonra, enerji üretimi için oksidasyona uğrar. İnsanlarda yağ asitlerinin oksidasyonu temel olarak beta- oksidasyon şeklindedir. Ayrıca alfa ve omega oksidasyon da vardır. Uzun süreli açlıkta enerji için çoğu doku yağ asitlerini kullanır. Oksidasyon genel anlamda sentez reaksiyonlarının tersi şeklindedir. Yani, 2 karbonlu parçacıklar ardışık olarak dehidrojenizasyon, hidrasyon ve oksidasyon reaksiyonları ile yağ asitinin karboksil ucundan ayrılır. İlk basamakta, yağ asiti, Açil KoA sentetazın katalitik etkisiyle, yağ asiti açil KoA ya aktive olmalıdır. Oksidasyon mitokondride gerçekleştiğinden bu açilin mitokondriye taşınması gerekir. Açili taşıyan yapı karnitindir. Mitokondri içerisine taşınan yağ asiti açili, sırasıyla oksidasyon, hidratasyon, oksidasyon ve bölünme reaksiyonları ile başlangıç yağ asitinden 2 C atomu eksik bir yeni yağ asiti açili ve asetil KoA olacak şekilde oksidasyona uğrar. Örnek olarak 16 C lu palmitik asiti ele alacak olursak yukarıdaki basamakların 7 kez tekrarı sonucunda 8 Asetil KoA meydana gelir. Tüm reaksiyonlar sırasında 7 NAD ve 7 FAD indirgenir. Bir molekül palmitat için enerji verimi 106 ATP dir. Yağ asiteri bir miktar peoksizomlarda da okside olur.

Diğer Yağ Asitlerinin Oksidasyonu Monounsature ve poliunsature yağ asitleri farklı enzimlerin görev alması ile gerçekleşir. Tek sayıda C atomu olan yağ asitlerinin oksidasyonu ile son basamakta AsetilKoA ve Propiyonil KoA meydana gelir. Propiyonil KoA süksinil KoA ya çevrildikten sonra TCA döngüsüne girer.

TAG Hidrolizi (Lipolizis) TAG hidrolizi açlıkta gerçekleşir. Açlıkta insülinin azalıp glukagonun artmasıyla adipoz dokuda cAMP düzeyleri artar ve , lipoliz uyarılır. Protein kinaz A fosforile olarak hormona hassas lipazı aktif hale geçirir. Yağ doku triaçilaçil gliserol lipazı olarak ta bilinen hormona hassas lipaz TAG daki yağ asitlerini koparır. Ve yağ asitleri ile birlikte gliserol kana salıverilir. Kanda albumin ile taşınan yağ asitleri, başta kaslar olmak üzere diğer dokulardaki hücrelerin içine girerek enerji sağlamak üzere CO2 ve suya oksitlenir. İleri derecede açlıkta yağ asitlerinin beta oksidasyonu ile oluşan asetilKoA karaciğerde keton cisimlerine dönüşür. Adipoz dokuda lipoliz sonucu oluşan gliserol, açlıkta glukonegenezde kullanılır. TAG hidrolizi ile oluşan yağ asitlerinin bir kısmı adipositlerde kalıp yeniden TAG sentezinde kullanılabilir.