Riebalų rūgščių oksidacija

Riebalų rūgščių oksidacija arba Riebalų deginimas turi didžiausią reikšmę gaminant energiją daugybei organizmo procesų. Tai vyksta beveik visų ląstelių mitochondrijose. Skirtingi hormonai, mankšta ir tam tikri subalansuotos mitybos komponentai gali skatinti riebalų deginimą.

Kas yra riebalų rūgščių oksidacija?

Griežtai tariant, riebalų rūgščių oksidacija yra cheminė reakcija, kurios metu riebalų rūgštis išskiria vieną ar daugiau elektronų. Juos perima kitas reakcijos partneris - elektronų priėmėjas (lotyniškai, accipere, priimti).

Biochemijoje šios metabolinės reakcijos yra apibendrintos kaip riebalų oksidacija, kurios prisideda prie energijos tiekimo kaip b-oksidacija, a-oksidacija arba w-oksidacija. Šios trys formos skiriasi anglies atomu, kuriame vyksta oksidacija. Svarbiausia yra b-oksidacija (beta-oksidacija), o „beta“ rodo, kad reakcijos vyksta trečiajame riebalų rūgšties anglies atome.

Riebalų rūgščių oksidaciją skatina daugybė hormonų. Augimo hormonai, gliukagonas kaip insulino ir skydliaukės hormonų antagonistas, taip pat adrenalinas yra jo dalis. Be to, įvairios medžiagos, tiekiamos į organizmą per subalansuotą mitybą, skatina riebalų deginimą. Karnitinas palengvina transportavimą į ląsteles, magnis reikalingas įvairių fermentų veikimui, o iš aminorūgšties metionino kartu su lizinu ir esant vitaminui C organizmas gali pats gaminti karnitiną.

Funkcija ir užduotis

Riebalų deginimas užtikrina, kad mūsų kūnas turi pakankamai energijos nepertraukiamai kurti, skaidyti ir pertvarkyti procesus. Riebalų oksidacija vyksta ląstelių mitochondrijose. Todėl šie ląstelių organeliai taip pat apibūdinami kaip ląstelių jėgainės.

Riebalų rūgščių oksidacija vyksta keliais etapais. Pirmiausia, riebalų rūgštis turi būti suaktyvinta dalyvaujant kofermentui A kaip pagrindinei molekulei. Ši aktyvuota riebalų rūgštis patenka į mitochondriją įvairių karnitino transferazių pagalba. Transferazės yra fermentai, perkeliantys chemines grupes. Karnitinas vaidina svarbų vaidmenį šiame transporte. Sporto salėje karnitinas yra naudojamas kaip maisto papildas, nes raumenų ląstelėms jo reikia energijos gamybai.

Patekęs į mitochondrijas, prasideda tikrasis skilimas. Jam taikoma pasikartojanti reakcijos etapų seka, kuri pasibaigia, kai yra suformuotas galutinis produktas - acetil-CoA. Priklausomai nuo riebalų rūgšties struktūros (anglies atomų skaičiaus, lygaus ar nelyginio, sočiųjų arba nesočiųjų riebiųjų rūgščių), reikia atlikti papildomus veiksmus. Nevienais skaičiais pažymėtos riebiosios rūgštys sukuria produktą, kuris gali būti naudojamas energijai gaminti tik po konversijos vykdant papildomą reakciją kitame citrinos rūgšties cikle.

Riebalų oksidacija vyksta kūne, tačiau skirtingai. Tai lemia energijos poreikis ir priklauso nuo fizinio aktyvumo. Riebalų deginimas aktyvuojamas ilgėjant pratimų trukmei. Fizinio aktyvumo pradžioje įvairūs hormonai užtikrina padidintą lipolizę, t.y., riebalų suskaidymą į riebalų rūgštis raumenyse ir riebaliniame audinyje. Riebalai gali būti gaunami iš maisto ir iš paties organizmo riebalinio audinio. Hormonas adrenalinas prisideda prie padidėjusios lipolizės. Valgant dietą, kurioje gausu angliavandenių, padidėja insulino kiekis ir taip sumažėja riebalų oksidacija.

Daugybė tyrimų išnagrinėjo veiksnius, dėl kurių padidėja riebalų deginimas. Ypač kūno rengybos pramonėje ir svorio mažinimo programose atsižvelgiama į tokius svarbius duomenis kaip Fatmax (maksimalus riebalų deginimo greitis) ir parenkami specialūs testai jiems nustatyti. Be treniruočių lygio, mankštos intensyvumas ir trukmė turi įtakos riebalų apykaitos greičiui. Dėl didelių individualių svyravimų sunku numatyti, koks fizinis aktyvumas lems maksimalų kiekvieno žmogaus riebalų deginimą.

Ligos ir negalavimai

Ribota riebalų rūgščių oksidacija dažniausiai būna žmonėms, turintiems antsvorio. Kasos hormonas insulinas prisideda prie to, nes jis skatina riebalų ląsteles kaupti riebalus ir slopina riebalų deginimą. Todėl antsvorio turintiems žmonėms, turintiems labai didelę insulino koncentraciją, ypač sunku sumažinti svorį, nes netenkama riebalų.

Be to, yra įgimtų riebalų rūgščių oksidacijos sutrikimų. Trūksta svarbių riebalų rūgščių transportavimui ir virsmui reikalingų fermentų arba jų nėra pakankamai. Dėl to sutrinka gedimas, taigi ir energijos gamyba. Be to, kaupiasi nesureaguoti tarpiniai produktai, kurie sukelia toksines reakcijas raumenyse, smegenyse ir kepenyse. Viena ligų grupė turi įtakos karnitino metabolizmui. Jei inkstuose ir raumenyse yra per mažai karnitino, į šių organų ląsteles absorbuojama mažiau riebalų rūgščių. Ikimokykliniame amžiuje paveiktiems vaikams pasireiškia raumenų silpnumas ir sutrikusi širdis (širdies nepakankamumas).

Padėtis ypač smarkiai pablogėja nevalgius ar po viduriavimo. Šie sutrikimai gydomi tiekiant karnitiną, dažnai kaip injekciją. Jei pasireiškia transportavimo transferazė (karnitino palmitoil-transferazės 1 trūkumas), vaikams ankstyvame amžiuje pasireiškia kepenų ir smegenų pažeidimai.

Kitas sutrikimas veikia kitą tipą - karnitino palmitoilo transferazę 2. Šio trūkumo padariniai pasireiškia paauglystėje ar suaugus, nes raumenys silpnėja po streso, infekcijų ir pertraukų maistui. Mažai riebalų turinti, daug angliavandenių turinti dieta ir papildyti trigliceridai pagerina būklę.

Jei įtakos turi mitochondrijų reakcija, o ne tikroji beta oksidacija, tai gali sukelti dehidrogenazės fermento trūkumas. Jei vidutinės grandinės acil-CoA dehidrogenazės (MCAD trūkumas) nėra pakankamais kiekiais, negydant ji gali sukelti pavojų gyvybei. Dehidrogenazių, kurios paverčia labai ilgas grandines turinčias riebalų rūgštis (VLCAD trūkumas), trūkumas lemia žalą, kuri paveikia širdį ir lemia cukraus koncentracijos kraujyje sumažėjimą. Kaip terapija pacientai, turintys abi dehidrogenazės stokos formas, gauna didelius angliavandenių kiekius ir vidutinio ilgio ar ilgesnių riebalų rūgščių mišinį, pritaikytą ligos priežastims.